气候变暖会导致冻土区储存的大量有机碳以CO2等形式释放至大气,进而形成生态系统碳循环与气候变暖之间的正反馈效应。然而,目前的观测证据主要来自生长季且主要源自北极地区,使得学术界对整个冻土区非生长季CO2排放的估算存在较大不确定性。相对于高纬度冻土区,青藏高原作为低纬度高海拔最大的冻土分布区,其非生长季CO2排放还缺乏系统研究。
中科院植物所杨元合研究组利用野外观测、数据整合以及机器学习等方法,评估了青藏高原区域尺度非生长季土壤CO2通量大小、空间格局及其驱动因素;进一步结合10个CMIP6气候模式模拟的未来气候变化,预估了未来不同气候情景下非生长季CO2排放特征。研究发现,当前青藏高原冻土区非生长季CO2排放速率为72.9 g C m-2 year-1,区域排放总量为94.3 Tg C year-1,约占全年排放量的1/4。未来气候变化情景下,非生长季CO2排放量将持续增加;值得注意的是,不论是在中排放情景(SSP2-4.5)还是高排放情景下(SSP5-8.5),增加幅度均高于北极地区,表明青藏高原冻土区土壤CO2排放对气候变化的响应比北极地区更加敏感。这些结果有助于加深学术界对高海拔冻土区土壤CO2排放特征及其未来变化趋势的认识,并为陆面过程模型评估青藏高原高寒生态系统碳源汇特征提供关键观测证据。
研究结果6月24日在线发表于国际学术期刊Global Change Biology。植物所硕士研究生李秦鲁为论文第一作者,彭云峰副研究员和杨元合研究员为共同通讯作者。该研究得到中国科学院战略性先导科技专项、第二次青藏高原综合科学考察等项目的资助。
文章链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.16315
(植被生态实验室供稿)
青藏高原冻土区生长季、非生长季土壤CO2通量及其对全年通量的贡献