青藏高原不同高寒草地生態系統碳通量特征及控制因素
高寒草甸和高寒草原是青藏高原廣泛分布的主要植被類型，它們生長在年均溫低、降雨量少、太陽輻射強、土壤剖面淺、生長季節短等極其惡劣的自然環境中，對氣候變化響應敏感。由于青藏高原偏遠地區存在碳通量觀測和數據共享政策的限制，不同高寒草地生態系統碳通量的大小、沿地理梯度的空間分布格局和控制因素尚不清晰。
針對這一科學問題，“西風-季風協同作用及其影響”任務“地氣相互作用及其氣候效應”研究團隊整合多個站點的觀測數據，利用剔除、插補等標準化方法處理得到碳通量數據，深入分析青藏高原高寒草地碳通量的空間變化動態和主導環境變量。
研究人員發現，青藏高原不同高寒草地生態系統的多年平均凈生態系統碳交換（NEE）在-284-31g C m-2y-1之間變化，其中高原東北部和東部的高寒草甸生態系統具有較強的碳匯水平，西部高寒草原生態系統呈現較弱的碳源或碳匯水平。此外，在青藏高原東部和中部的濕潤地區，溫度通常是高寒草甸生長季碳通量的限制因素，表明該區域草地生態系統受能量控制；在青藏高原西部的干旱半干旱地區，表層土壤水分通常是高寒草地生長季碳通量的限制因素，表明該區域草地生態系統受水分控制。年碳通量主要表現為經向格局，其次是海拔格局。不同高寒草地生態系統的多年平均總初級生產力（GPP）、生態系統呼吸（Re）和碳匯強度，隨經度從西向東增加而線性增加，隨海拔升高而線性減少。NEE的空間格局主要受表層土壤水分控制，土壤水分含量越高，生態系統碳匯強度越大。碳通量空間變化主要由主導環境因子的經向或海拔變化引起。
該研究成果以“Carbon fluxes and environmental controls across different alpine grassland types on the Tibetan Plateau”為題，發表在Agricultural and Forest Meteorology，中科院青藏高原研究所在讀博士研究生王玉陽為第一作者、馬耀明研究員為通訊作者。該研究獲得第二次青藏高原綜合科學考察研究專項（2019QZKK0103）、中國科學院戰略性科技先導專項（XDA20060101）和國家自然科學基金項目（91837208）等聯合資助。
全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2021.108694
圖1 不同高寒草地生態系統多年平均總初級生產力（GPP）、生態系統呼吸（Re）、凈生態系統碳交換（NEE）的季節變化動態。NEE負值表示凈的二氧化碳吸收，藍線、橙線和綠線分別代表NEE、Re和GPP，灰線代表不同年份季節動態的標準誤差。
圖2 本研究與世界各典型地區草地生態系統多年年際平均NEE的比較。站點從強碳匯到碳源按大小順序排列，正負NEE分別表示 CO2 的釋放和吸收，誤差棒為標準差。