近期,中科院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所西藏生態(tài)環(huán)境創(chuàng)新團隊與中科院青藏高原研究所、中科院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院、中科院地理科學(xué)與資源研究所、蘭州大學(xué)等合作,通過綜合定位監(jiān)測、控制試驗和模型模擬等技術(shù)手段對青藏高原陸地生態(tài)系統(tǒng)碳源匯現(xiàn)狀及動態(tài)進行了系統(tǒng)研究。

研究表明,青藏高原高寒生態(tài)系統(tǒng)總體是重要的碳匯且持續(xù)增強,將對氣候變暖形成負(fù)反饋。8月9日,相關(guān)研究結(jié)果以《青藏高原植物吸收的二氧化碳量超過凍土和植物呼吸排放值》為題上線發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《PNAS》(《美國科學(xué)院院刊》)上。

氣候變暖會造成二氧化碳持續(xù)排放,為何該研究表明青藏高原高寒生態(tài)系統(tǒng)總體將對氣候變暖形成負(fù)反饋?8月12日,研究團隊相關(guān)專家進行了解讀。

安裝在西藏申扎生態(tài)站的相關(guān)核心儀器類型之一 受訪對象供圖

區(qū)域凈碳匯是此前科學(xué)界預(yù)期4倍

首先,我們來了解一下碳匯,顧名思義就是將碳匯集到一起,通過植樹造林、植被恢復(fù)等措施,吸收大氣中的二氧化碳,從而減少溫室氣體在大氣中濃度的過程、活動或機制。

而碳源是指產(chǎn)生二氧化碳之源。它既來自自然界,也來自人類生產(chǎn)和生活過程。碳源與碳匯是兩個相對的概念,即碳源是指自然界中向大氣釋放碳的母體,碳匯是指自然界中碳的寄存體。減少碳源一般通過碳減排來實現(xiàn),近些年國內(nèi)也一直在強調(diào)碳減排,而增加碳匯則主要采用的是固碳技術(shù)。

8月9日,聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)發(fā)布報告指出,氣候變暖引發(fā)的極端天氣的頻率和強度不斷增加。我國承諾將力爭2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和。

“作為重要的國家生態(tài)安全屏障,青藏高原高寒生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能變化對我國乃至北半球的氣候系統(tǒng)影響強烈,被稱為氣候變化‘啟動器’‘調(diào)節(jié)器’?！痹撗芯繄F隊負(fù)責(zé)人、中科院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所研究員王小丹說,高原氣體總體變暖變濕有利于植被生長,近20年來以西藏生態(tài)安全屏障建設(shè)為主的一系列重大生態(tài)工程實施,使青藏高原生態(tài)環(huán)境得到有效保護,綜合效益顯著。

青藏高原高寒生態(tài)系統(tǒng)CO2匯海拔分布及對氣候變化響應(yīng)模式 中科院成都山地所供圖

此次研究發(fā)現(xiàn),青藏高原32監(jiān)測點中26個呈現(xiàn)凈碳匯狀態(tài),區(qū)域凈碳匯是此前科學(xué)界預(yù)期的4倍(130.0±53.6 Tg C y 1)。高寒生態(tài)系統(tǒng)凈碳匯最強值出現(xiàn)在約海拔4000米左右。碳交換的溫度敏感性分析發(fā)現(xiàn),水熱同期的夏天碳固定速率系統(tǒng)性地高于冬季碳釋放對溫度的敏感性,且這一現(xiàn)象在更高海拔地區(qū)更加明顯。

暖濕化植被的固碳反而增強

作為全球最大的高山凍土區(qū),青藏高原氣候變暖可能導(dǎo)致大量凍土碳釋放,但氣候暖濕變化也能促進植物碳固定提升,使得區(qū)域碳源匯平衡狀態(tài)和趨勢存在不確定性。

青藏高原渦度相關(guān)觀測研究臺站分布圖 中科院成都山地所供圖

此次研究中,16個控制實驗結(jié)果顯示,青藏高原碳匯在模擬變暖情境下總體呈現(xiàn)增強趨勢且存在閾值(~2.0 oC),模式模擬也表明青藏高原暖濕化對碳固定的促進超過了凍土碳釋放的影響(21世紀(jì)末不同氣候情境下凈碳匯范圍為178~318 Tg C y 1)。

王小丹表示,該研究為理解高寒凍土區(qū)生態(tài)系統(tǒng)碳過程和區(qū)域碳平衡提供了新的認(rèn)知,也為青藏高原生態(tài)安全屏障關(guān)鍵功能量化和重大生態(tài)工程時空格局優(yōu)化提供了重要科技支撐。

值得注意的是,此次研究得到了中國科學(xué)院A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項“泛第三極環(huán)境變化與綠色絲綢之路建設(shè)”、第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會等項目支持。