气候变化对中国陆地生态系统碳吸收的影响

期刊介绍

《国家科学评论》（National Science Review，NSR）是科学出版社出版一份综合性英文学术期刊，旨在以多种形式全面反映国内外重大研究进展，尤其是重点报道中国具有代表性的科学研究进展，成为世界了解中国前沿科技突破和重要活动的高端平台。

2020 年 6 月 29 号，科睿唯安（Clarivate Analytics）发布了年度的期刊引证报告（Journal Citation Reports，JCR），其中 Nation Science Review（NSR）表现抢眼，2019 年影响因子达 16.693，在所有参与统计的 12838 本期刊中排名 120。

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文章简介

陆地生态系统的碳预算与气候变化密切相关。在过去的几十年中，中国经历了剧烈的气候变化，其显著特征为夏季季风增强和气候变暖减缓。采用三种不同的模式（CEVSA2, BEPS, TEC）模拟1982-2010年的中国陆地生态系统净生产（NEP，若NEP>0，则为碳汇），发现NEP年际变化从1982-2000的下降趋势（-5.95 Tg C/yr2）变化为2000-2010的上升趋势（14.22 Tg C/yr2），这种变化主要是由夏季季风增强（刺激碳吸收）和气候变暖减缓引起（减少NEP的下降趋势）。

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主要内容

1. 来自中国陆地生态系统通量观测和研究网络（ChinaFLUX）的11个通量塔的74个站点年的涡度协方差和碳储量数据，以及来自中国各地的实地调查数据的11 984个具有地理坐标的地块数据，划分为四个不同的气候区域，对三种生态系统模型（CEVSA2，BEPS和TEC）进行验证和参数。模式模拟结果与观测一致。

图1. （a）中国11 984个田地和11个涡协方差通量塔的空间分布。来自这些位置的观测数据用于验证模型。

四个气候区域分别是温带大陆（I）、温带季风（II）、高寒青藏高原（III）和亚热带-热带季风（IV）；

（b）根据11个流量塔站点的观测数据验证了模拟的初级生产总值（GPP），生态系统呼吸（RE）和生态系统净产量（NEP）；

（c）比较不同植被类型之间模拟和观察；

（d）比较各种植被类型之间模拟和观察到的土壤碳储量的植被碳储量。

2. 在1982-2010年间，中国陆地生态系统模型NEP的总体均值显示出很大的空间差异性。中国东部大部分地区为正值（净碳汇），西部地区为负值（净碳源）该国的部分地区，特别是在青藏高原和内蒙古。NEP的正值覆盖了约71.8％的土地面积。总体而言，1982-2010年间，中国陆地生态系统的固碳量为0.118±0.079 Pg C / yr，主要来自亚热带-热带季风区和温带季风区，仅少量来自青藏高原和温带大陆地区。

图2. 中国1982-2010年平均模型生态系统净生产量（NEP）的总体平均值。

（a）NEP的空间格局；

（b）NEP的频率分布；

（c）四个气候区域中的平均NEP。

四个气候区域分别是温带大陆（I）、温带季风（II）、高寒青藏高原（III）和亚热带-热带季风（IV）。

NEP正值表示碳汇，负值表示碳源。

3. 与1982-2000相比，2000-2010的降水量趋势增加且变暖趋势减少。1982-2000年的下降趋势（−5.95 Tg C / yr 2，减少的汇）转变为2000-2010年的上升趋势（14.22 Tg C / yr 2，增强的汇）。

图3. 1982–2000年和2000–10年期间，中国陆地生态系统的碳预算异常，以及气候数据异常。

（a）生态系统净产量（NEP）；

（b）初级生产总值（GPP）；

（c）生态系统呼吸（RE）；

（d）夏季降水和年平均温度。

面板（a）、（b）和（c）中的棕线和阴影区域表示数据的整体均值和95％置信区间。实线和虚线描绘了通过线性回归确定的趋势。NEP值为正表示碳汇。

4. 不同地区的气候变化（温度和降水）引起的模拟NEP的变化。

图4. （a）1982–2000年和（b）2000–10年期间，降水和温度对生态系统净产量（NEP）趋势的贡献。

5. 气候变化是导致中国陆地生态系统NEP趋势在1982-2010年间发生变化的主要因素；1982-2010年，大气CO 2浓度和氮沉降的增加也持续增加了NEP；而土地覆盖数据对全国陆地碳汇的影响较小。

图5. 多种环境因素对中国模拟生态系统净生产（NEP）的影响。

（a）气候；

（b）大气中的CO 2浓度；

（c）氮沉；

（d）NEP对土地覆盖数据变化的敏感性。

原文信息：

He, H., Wang, S., Zhang, L., Wang, J., Ren, X., Zhou, L., ... & Yu, G. (2019). Altered trends in carbon uptake in China's terrestrial ecosystems under the enhanced summer monsoon and warming hiatus. National Science Review, 6(3), 505-514.

原文链接：

https://doi.org/10.1093/nsr/nwz021

内容：陈小康

编辑：孙喜庆

审核：何可汉、成璐

图片来源于网络，侵删

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