研究揭示青藏高原高寒草地固碳能力持續增強

高寒草地是青藏高原的主要植被類型，總面積約為146萬km²，主要分為高寒草原和高寒草甸。由于高海拔、寒冷、半干旱氣候、強烈的太陽輻射、貧瘠的土壤以及短暫的生長季等，高寒草地生態系統對氣候變化脆弱且敏感。研究表明，近幾十年來青藏高原的升溫速率約為全球同期的兩倍，降水也呈顯著增加趨勢，整體呈現出“暖濕化”。氣候變暖會增加總初級生產力并延長生長季節，并會增加生態系統呼吸。因此這兩個過程存在較多不確定性，使得量化兩者差值的青藏高原高寒草地凈生態系統碳交換量大多數（ NEE ）變得具有挑戰性。

鑒于氣候變化背景下青藏高原碳循環的重要意義，許多學者使用模型評估了青藏高原的NEE。總的來說，這些模型在估計值的大小和空間分布上存在較大差異。這主要是由于驅動碳循環模型的參數需要大量的實測數據如通量觀測數據，但地面觀測數據的稀缺和不均勻分布常常導致模型結果準確性有限。這使得科學家對青藏高原高寒草地NEE的時空動態和調控機制認知不足，限制了評估潛在碳-氣候反饋的能力。

針對這一科學問題，中國科學院青藏高原研究所研究員馬耀明團隊聯合北京大學、美國新罕布什爾大學、美國康奈爾大學、成都理工大學，利用青藏高原25個通量觀測站點的長期觀測數據、衛星遙感和再分析數據及機器學習方法，闡釋了青藏高原高寒草地NEE的時空變化模式和調控機制。結果表明：空間格局由高原東部和東北部的較強碳匯向西呈階梯狀逐漸減小為弱碳匯或碳源。1982年至2018年，高寒草地的碳封存量范圍從26.39到79.19TgCyr^-1，并以每年1.14TgC的增長速率增加。高寒草原區域NEE的變化趨勢傾向于由降水量來主導，而高寒草甸區域則傾向于由溫度來調控。在氣候暖濕化的背景下，青藏高原高寒草地的碳封存能力在持續增強。

5月18日，相關研究成果以Persistent and enhanced carbon sequestration capacity of alpine grasslands on the Earth’s Third Pole為題，發表在《科學進展》（Science Advances）上。研究工作得到第二次青藏高原綜合科學考察研究任務一之第3專題“地氣相互作用及其氣候效應”和國家自然科學基金的支持。