同是草地生態(tài)系統(tǒng)，碳水通量對氣候變化的響應(yīng)一致嗎？青藏vs內(nèi)蒙古

 
原文以Contrasting responses of grassland waterand carbon exchanges to climate change between Tibetan Plateau and InnerMongolia為標(biāo)題在線發(fā)表在2017年12月12日的Agricultural and Forest Meteorology上，原文作者Dan Liu等。
 
譯 / 毅
審校 / 楊全、介東、美玲
 
   結(jié)合實(shí)測數(shù)據(jù)，優(yōu)化模型參數(shù)，降低了ORCHIDEE模型的數(shù)據(jù)偏差；氣候變暖會引發(fā)內(nèi)蒙古高原草地生態(tài)系統(tǒng)的碳損失，而對青藏高原草地生態(tài)系統(tǒng)幾乎沒有影響；青藏高原草地生態(tài)系統(tǒng)對降水減少和增加的響應(yīng)方式不對稱。
 
青藏高原和內(nèi)蒙古高原草地生態(tài)系統(tǒng)在緩解氣候變化以及維持糧食和畜牧業(yè)生產(chǎn)方面意義重大。在過去三十年間，這兩個(gè)區(qū)域都經(jīng)歷了氣候變暖以及降水格局的改變。但是，升溫和降水格局的改變在多大程度上調(diào)控著這兩個(gè)地區(qū)的碳水通量還不清楚。

 
青藏高原草地生態(tài)系統(tǒng)

 

內(nèi)蒙古高原草地生態(tài)系統(tǒng)

 
研究者們使用了渦度協(xié)方差實(shí)測數(shù)據(jù)，3個(gè)站點(diǎn)位于青藏高原、6個(gè)站點(diǎn)位于內(nèi)蒙古高原，優(yōu)化了一個(gè)過程模型。

 
本研究中涉及的渦度協(xié)方差通量站點(diǎn)

 
基于這個(gè)模型，研究者分析了一系列溫度和降水條件改變對這兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)碳水通量的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著溫度升高，青藏高原草地生態(tài)系統(tǒng)凈碳交換量NEE變化很小。多個(gè)位點(diǎn)都顯示，該生態(tài)系統(tǒng)呼吸Re和總初級生產(chǎn)力GPP都增加了（Re:22.1±21.4g Cm-2year-1°C-1,GPP:22.43±36.41gCm-2year-1°C-1）。而內(nèi)蒙古高原草地生態(tài)系統(tǒng)的凈碳交換量NEE會隨著溫度上升而增加，主要是由于該生態(tài)系統(tǒng)的GPP比Re下降的更快。換句話說，GPP對溫度升高的響應(yīng)更敏感（Re為1.17±3.56 gCm-2year-1°C-1；GPP為15.53±15.91 gCm-2year-1°C-1）。
 

 
GPP（總初級生產(chǎn)力）,NEE（生態(tài)系統(tǒng)凈碳交換）和ET（蒸發(fā)散）對氣溫和降水改變的響應(yīng)以及敏感性

 
另外，青藏高原草地生態(tài)系統(tǒng)碳水通量對降水減少和增加的響應(yīng)不對稱。例如，在降水減少的過程中，碳水通量顯著下降；而隨著降水增加，碳水通量增加并不大。而在內(nèi)蒙古高原草地生態(tài)系統(tǒng)中，碳水通量對降水減少和增加的響應(yīng)是對稱的。

 
青藏高原草地生態(tài)系統(tǒng)A和內(nèi)蒙古草地生態(tài)系統(tǒng)B植被蒸騰、蒸發(fā)以及截留對模擬升溫和降水改變的響應(yīng)

 
研究者發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)碳水循環(huán)對氣候變暖的內(nèi)在調(diào)控機(jī)制明顯不同。內(nèi)蒙古高原草地生態(tài)系統(tǒng)的主要限制因素是水分，而對青藏高原草地生態(tài)系統(tǒng)來說，主要限制因素是溫度。在內(nèi)蒙古高原草地生態(tài)系統(tǒng)中，氣候變暖會導(dǎo)致該生態(tài)系統(tǒng)碳損失，而不會顯著增加其蒸發(fā)散，這對氣候變暖是正反饋?zhàn)饔?；而氣候變暖并沒有顯著增加青藏高原草地生態(tài)系統(tǒng)的凈碳交換，而蒸發(fā)散卻可以顯著提高。因此，這對氣候變暖起到了緩解作用。
 
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