国家生态科学数据中心王绍强研究团队在生态系统模拟与全球变化研究方面的研究进展

环境与健康观察 2022-07-27

导读

全球变化对陆地生态系统的影响是当前地球科学的研究热点与前沿，生态系统模型是模拟全球变化影响的核心手段。

来源：中科院地理科学与资源研究所网站（2021年7月15日）

全球变化对陆地生态系统的影响是当前地球科学的研究热点与前沿，生态系统模型是模拟全球变化影响的核心手段。国家生态科学数据中心王绍强研究团队整合生态系统模型及遥感数据，对全球变化下的陆地生态系统响应进行了系统研究，取得以下进展：

（1）GPP正极值表示陆地生态系统处于较好状态下的碳吸收潜力，研究GPP正极值对陆地生态系统碳循环及减缓全球气候变暖都具有重要意义。而过去的研究大多数都集中于对GPP负极值，以及极端气候事件对GPP的不利影响上。研究组基于Boreal Ecosystem Productivity Simulator（BEPS）模型模拟的全球陆地生态系统GPP发现草地在全球GPP正极值中发挥了重要作用。同时，在气候变暖条件下，温度不是限制陆地生态系统碳吸收的因素，充足的降水将有利于促进全球陆地生态系统碳吸收，形成GPP正极值事件。该成果为全球GPP正极值研究提供了新的见解。

（2）反照率是调节地表辐射收支的关键变量，雪、土壤和植被等不同的地表类型均具有独特的反照率。研究团队基于MODIS-卫星植被指数和反照率产品证明草地的EVI和反照率呈负相关，而森林绿化增加了生长季的反照率。过去学者往往认为反照率随着森林覆盖率的增加而减少，但本研究的结果恰好与此相反。森林绿化增加了更明亮的林冠面积，并减少了林冠中较暗间隙的面积，从而使卫星观测到的整体反照率增加。本研究首次发现了森林绿化导致反照率增加，对地表能量平衡和森林气候反馈研究具有重要意义。

（3）冻土变化不仅通过改变地气间水热交换过程影响生态和气候系统，同时会通过影响碳周转进而影响全球的碳循环和气候变化。研究组通过对BEPS模型中植被-土壤水热传输模块的优化，综合分析了土壤表层冻融过程与地表植被类型的关系；同时基于陆面模式产品分析了中蒙俄经济走廊东段冻土冻融的时空变化模式，以及冻土变化对植被生长状态的影响。揭示了不同的地表植被覆盖对于气候变化影响下的冻土退化可具有促进作用或抑制作用，冻土冻融也会对植被生长产生正负反馈，模型的发展有助于提升对生态系统与气候变化反馈关系的认识。

上述研究获得国家重点研发计划和中国科学院A类先导专项等项目的支持。　

相关论文：

[1] Wang, M., Wang, S., Zhao, J., et. al., 2021. Global positive gross primary productivity extremes and climate contributions during 1982-2016. Science of the Total Environment, 774:145703.

[2] Yan, H., Wang, S., Dai, J., et. al., 2021. Forest Greening Increases Land Surface Albedo During the Main Growing Period Between 2002 and 2019 in China. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 126(6):1–17.

[3] Liu, Z., Chen, B., Wang, S., et. al., 2021. The impacts of vegetation on the soil surface freezing-thawing processes at permafrost southern edge simulated by an improved process-based ecosystem model. Ecological Modelling, 456:109663.

[4] 刘侦海,王绍强,陈斌. 2021. 2000—2015年中蒙俄经济走廊东段冻土时空变化及植被响应.地理学报, 76(05):1231-1244.

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