記者22日從中國科學院青藏高原研究所(中科院青藏高原所)獲悉，該所地氣作用與氣候效應團隊馬耀明研究員等聯(lián)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(fā)現(xiàn)，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(xù)增強。

這項青藏高原生態(tài)系統(tǒng)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(fā)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(shù)據(jù)、衛(wèi)星遙感和再分析數(shù)據(jù)，并通過機器學習方法，系統(tǒng)闡釋了青藏高原高寒草地凈生態(tài)系統(tǒng)碳交換量的時空變化模式和調控機制。

據(jù)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(tài)系統(tǒng)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(xiàn)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(jié)，還會增加生態(tài)系統(tǒng)呼吸量。因此，青藏高原高寒草地凈生態(tài)系統(tǒng)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(huán)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(tài)系統(tǒng)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(huán)模型的參數(shù)需要大量的實測數(shù)據(jù)，但青藏高原地面觀測數(shù)據(jù)稀缺且分布不均勻，導致模型結果準確性有限。

經(jīng)過近5年持續(xù)研究，研究團隊發(fā)現(xiàn)，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、從中科院青藏高原所博士畢業(yè)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(xù)增加。高寒草原區(qū)域凈生態(tài)系統(tǒng)碳交換量的變化趨勢傾向于由降水量主導，而高寒草甸區(qū)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(xù)增強。

不過，未來隨著青藏高原氣溫持續(xù)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、中科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(tài)系統(tǒng)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(shù)據(jù)(如渦度通量觀測)的尺度擴展以及碳循環(huán)與氣候的反饋研究中，能扮演重要的角色。(完)