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文献速递 | 同是草地生态系统,碳水通量对气候变化的响应

来源:力高泰 发布时间:2018-01-10 11:06:39 点击数: 使用提问咨询价格

同是草地生态系统,碳水通量对气候变化的响应一致吗?青藏vs内蒙古

 
原文以Contrasting responses of grassland waterand carbon exchanges to climate change between Tibetan Plateau and InnerMongolia为标题在线发表在2017年12月12日的Agricultural and Forest Meteorology上,原文作者Dan Liu等。
 
译 / 毅
审校 / 杨全、介东、美玲
 
   结合实测数据,优化模型参数,降低了ORCHIDEE模型的数据偏差;气候变暖会引发内蒙古高原草地生态系统的碳损失,而对青藏高原草地生态系统几乎没有影响;青藏高原草地生态系统对降水减少和增加的响应方式不对称。
 
青藏高原和内蒙古高原草地生态系统在缓解气候变化以及维持粮食和畜牧业生产方面意义重大。在过去三十年间,这两个区域都经历了气候变暖以及降水格局的改变。但是,升温和降水格局的改变在多大程度上调控着这两个地区的碳水通量还不清楚。

 青藏高原
青藏高原草地生态系统

 
内蒙古高原
内蒙古高原草地生态系统

 
研究者们使用了涡度协方差实测数据,3个站点位于青藏高原、6个站点位于内蒙古高原,优化了一个过程模型。

 涡度协方差通量站点
本研究中涉及的涡度协方差通量站点

 
基于这个模型,研究者分析了一系列温度和降水条件改变对这两个生态系统碳水通量的影响。结果发现,随着温度升高,青藏高原草地生态系统净碳交换量NEE变化很小。多个位点都显示,该生态系统呼吸Re和总初级生产力GPP都增加了(Re:22.1±21.4g Cm-2year-1°C-1,GPP:22.43±36.41gCm-2year-1°C-1)。而内蒙古高原草地生态系统的净碳交换量NEE会随着温度上升而增加,主要是由于该生态系统的GPP比Re下降的更快。换句话说,GPP对温度升高的响应更敏感(Re为1.17±3.56 gCm-2year-1°C-1;GPP为15.53±15.91 gCm-2year-1°C-1)。
 

 GPP(总初级生产力),NEE(生态系统净碳交换)和ET(蒸发散)
GPP(总初级生产力),NEE(生态系统净碳交换)和ET(蒸发散)对气温和降水改变的响应以及敏感性

 
另外,青藏高原草地生态系统碳水通量对降水减少和增加的响应不对称。例如,在降水减少的过程中,碳水通量显著下降;而随着降水增加,碳水通量增加并不大。而在内蒙古高原草地生态系统中,碳水通量对降水减少和增加的响应是对称的。

   青藏高原草地生态系统A和内蒙古草地生态系统B植被蒸腾、蒸发以及截留对模拟升温和降水改变的响应
青藏高原草地生态系统A和内蒙古草地生态系统B植被蒸腾、蒸发以及截留对模拟升温和降水改变的响应

 
研究者发现,两个生态系统碳水循环对气候变暖的内在调控机制明显不同。内蒙古高原草地生态系统的主要限制因素是水分,而对青藏高原草地生态系统来说,主要限制因素是温度。在内蒙古高原草地生态系统中,气候变暖会导致该生态系统碳损失,而不会显著增加其蒸发散,这对气候变暖是正反馈作用;而气候变暖并没有显著增加青藏高原草地生态系统的净碳交换,而蒸发散却可以显著提高。因此,这对气候变暖起到了缓解作用。
 
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