青藏高原高寒草地碳封存能力年增114萬噸

記者22日從中國科學院青藏高原研究所(中國科學院青藏高原所)獲悉，該所地氣作用與氣候效應團隊馬耀明研究員等聯合北京大學、成都理工大學和美國新罕布什爾大學、美國康奈爾大學等科研同行，最新合作完成的一項研究發現，在氣候暖濕化的背景下，青藏高原高寒草地的碳封存能力以每年114萬噸的增長速率持續增強。

這項青藏高原生態系統研究的重要成果論文，近日已在國際學術期刊《科學進展》(Science Advances)在線發表。研究團隊利用1982年至2018年期間分布于青藏高原上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，并通過機器學習方法，系統闡釋了青藏高原高寒草地凈生態系統碳交換量的時空變化模式和調控機制。

據論文共同通訊作者馬耀明研究員介紹，高寒草地是青藏高原的主要植被類型，總面積約為146萬平方千米，主要分為高寒草原和高寒草甸。由于海拔高、寒冷、半干旱氣候、太陽輻射強烈、土壤貧瘠以及生長季短暫等原因，高寒草地生態系統非常脆弱，且對氣候變化敏感。

有研究表明，近幾十年來，青藏高原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”。氣候變暖不僅會增加植被總初級生產力、延長生長季節，還會增加生態系統呼吸量。因此，青藏高原高寒草地凈生態系統碳交換量的變化存在諸多不確定性。

鑒于氣候變化背景下青藏高原碳循環的重要意義，許多學者使用模型對青藏高原高寒草地凈生態系統碳交換量進行評估。總的來說，這些模型在評估值的大小和空間分布上存在較大差異，其主要原因是驅動碳循環模型的參數需要大量的實測數據，但青藏高原地面觀測數據稀缺且分布不均勻，導致模型結果準確性有限。

經過近5年持續研究，研究團隊發現，青藏高原高寒草地空間格局為東部和東北部固碳能力較強，固碳能力向西呈階梯狀逐漸減弱。

論文第一作者、從中國科學院青藏高原所博士畢業的北京大學博士后王玉陽表示，在1982年至2018年期間，青藏高原高寒草地的碳封存量從2639萬噸增加到7919萬噸，并以每年114萬噸的增長速率持續增加。高寒草原區域凈生態系統碳交換量的變化趨勢傾向于由降水量主導，而高寒草甸區域則傾向于由溫度調控。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。

不過，未來隨著青藏高原氣溫持續升高，凍土融化可能加速，碳釋放量可能增加，這將會削弱高寒草地的碳封存能力。論文共同通訊作者、中國科學院青藏高原所陳學龍研究員指出，青藏高原高寒草地凈生態系統碳交換量估算仍然存在較大的不確定性。論文作者之一、美國新罕布什爾大學肖勁鋒教授認為，這項研究工作再次證明，機器學習與人工智能在地面觀測數據(如渦度通量觀測)的尺度擴展以及碳循環與氣候的反饋研究中，能扮演重要的角色。(完)