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青藏高原分布有大面積的沼澤濕地，該地區(qū)沼澤濕地在全球碳循環(huán)中起著重要的作用。作為沼澤濕地生態(tài)系統(tǒng)重要的功能參數(shù)，植被凈初級生產(chǎn)力（NPP）是衡量沼澤濕地固碳潛力的重要指標。氣候變化顯著影響沼澤濕地植被NPP，進而影響沼澤濕地碳的固定。明確沼澤濕地植被NPP時空動態(tài)及其對氣候變化的響應(yīng)對于評估青藏高原沼澤濕地固碳潛力具有重要意義。基于MODIS NPP數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)，中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所濕地生態(tài)系統(tǒng)管理學(xué)科組分析了2000年至2020年青藏高原沼澤濕地植被NPP時空變化特征，并探究了氣候變化對沼澤植被NPP的影響。

研究結(jié)果表明，青藏高原沼澤濕地植被年均NPP在過去的20年呈顯著上升趨勢（11.70 g C·m-2/10a），其中東北部上升最為明顯。研究發(fā)現(xiàn)，白天和夜晚升溫對青藏高原沼澤濕地植被NPP具有不對稱的影響。冬季和春季夜晚升溫能夠通過減少凍害的發(fā)生，在一定程度上增加青藏高原沼澤濕地植被NPP。在夏季，白天和夜晚升溫均會導(dǎo)致植被NPP顯著升高，其原因可能是因為白天增溫會促進植被光合作用，夜晚升溫盡管會導(dǎo)致呼吸作用增強，但在沼澤濕地充裕的水分條件下易發(fā)生“超補償效應(yīng)”(植物由于夜晚呼吸作用增強消耗大量有機物，會激發(fā)和促進第二天的光合作用合成更多有機物來進行補償)，進而導(dǎo)致植被NPP升高。此外，研究發(fā)現(xiàn)，在生長季初期，春季降水量的增加能顯著促進青藏高原沼澤濕地植被的生長。研究指出，未來利用模型模擬沼澤植被NPP時，需考慮不同季節(jié)氣候變化的影響，并強調(diào)在全球晝夜不對稱增溫（夜晚增溫速度快于白天）背景下，應(yīng)充分考慮白天和夜晚溫度對沼澤濕地植被的不同影響。研究結(jié)果為進一步評估青藏高原沼澤濕地固碳潛力，明確高寒沼澤濕地生態(tài)系統(tǒng)與氣候變化相互關(guān)系提供了科學(xué)依據(jù)。

相關(guān)研究成果于近期發(fā)表于Global Biogeochemical Cycles。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中科院青年創(chuàng)新促進會、吉林省自然科學(xué)基金、中科院基礎(chǔ)前沿科學(xué)研究計劃“從0到1”原始創(chuàng)新項目、東北地理所創(chuàng)新團隊項目的資助。

圖1 青藏高原沼澤濕地植被多年平均NPP及變化趨勢（2000年至2020年）

圖2 青藏高原沼澤濕地植被年均NPP與氣象因子的相關(guān)性

圖3 氣候變化對青藏高原沼澤濕地植被碳固定影響機制

來源：中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所

關(guān)鍵詞： 沼澤濕地 青藏高原 氣候變化 呼吸作用 研究結(jié)果