氣候變暖削弱北半球高緯度陸地生態系統夏季碳匯功能

　　12月19日，《自然-通訊》（Nature Communications）雜志在線發表了中國科學院青藏高原研究所、青藏高原地球科學卓越創新中心研究員汪濤和教授樸世龍及其合作團隊題為Emerging negative impact of warming on summer carbon uptake in northern ecosystems 的研究論文。該論文首次報道了氣候變暖顯著削弱了北半球高緯度地區陸地生態系統夏季碳匯功能。

　　北半球高緯陸地生態系統是一個巨大碳匯，在全球碳平衡中扮演著重要角色，因此在氣候增暖趨勢下，高緯陸地碳匯功能對氣溫波動的響應成為目前普遍關注的重大科學問題。在北半球高緯地區，夏季是植被生長最活躍的時期，也是植物吸收大氣CO2最多的季節，其凈碳吸收大小會顯著影響生態系統碳源匯功能。然而，目前人們對夏季碳匯功能對氣溫波動的響應及其動態變化了解甚少。因此，該研究基于北半球高緯度大氣CO2濃度觀測數據，系統分析了過去30多年來氣溫波動對夏季碳匯功能的動態影響及其成因。研究結果表明，過去30多年來氣溫波動與夏季碳匯大小呈顯著負相關，即溫度上升顯著削弱了夏季碳匯功能（圖1）。值得注意的是，這種顯著負相關主要發生在上個世紀90年代中期以來，而上世紀80年代初至90年代中期氣候變暖并沒有對夏季碳匯產生不利影響。圍繞該現象的成因，該研究進一步基于多源遙感、生態系統異養呼吸以及北極海冰等資料，并結合大氣傳輸模型，發現這主要歸因于夏季植被生產力對溫度變化的敏感程度下降（圖2），而非生態系統異養呼吸、大氣環流或北極海冰消融等因素變化導致。

　　該研究與最近發表的春季（Piao et al., 2017, Nature Climate Change, 7, 359–363）和秋季（Liu et al., 2018, Geophysical Research Letters, 45, 5562–5571）研究均顯示，過去30多年來氣候變暖對高緯陸地生態系統碳源匯功能的影響發生了轉變。最值得關注的是，該研究與近期春季研究結果即氣候變暖對春季碳匯的促進作用正在減弱，表明了氣候變暖對高緯陸地生態系統碳匯功能的影響已變得更加不利。該研究得到中科院A類戰略性先導科技專項“泛第三極環境變化與綠色絲綢之路建設”等的資助。

圖1. 夏季碳匯功能與氣溫波動的關系

圖2. 夏季植被生產力與氣溫波動的相關性及其空間分布