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GCB:揭示积雪变化对高寒植被生长的影响及其生态学机制

  

  积雪是高寒陆地表面重要组成部分,在全球变暖的背景下,积雪变化不仅会改变近地表气候,而且深刻影响着高寒陆地生态系统碳循环过程。然而,相比积雪-气候相互关系的研究,人们在积雪变化对植被生态的影响程度和作用机制方面了解甚少,以致陆地生态系统模型还不能准确评估积雪变化下高寒生态系统碳循环的动态变化。

  最近,中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心、青藏高原研究所汪涛研究员课题组(博士后王晓昳为第一作者),基于卫星遥感大尺度观测和多种不同生态系统过程模型,系统分析了高寒区域植被生长对积雪变化的响应格局及其成因。研究发现,积雪对植被生长的影响具有明显的区域分异,这可归结为主要生态过程对积雪-植被关系调控的相对重要性:积雪的土壤水分效应(一般表现为积雪多—水分多—植被变好;正的促进效应)和积雪对物候期的影响(一般表现为积雪多—春季物候推迟—植被变差;负的抑制效应)(图1)。在第三极和北美的中西部,积雪的土壤水分效应起了主导作用,因此积雪对植被生长的影响主要表现为正的促进作用;而在欧洲中部,由于积雪对物候期的影响起着决定性作用,因此积雪对植被生长主要表现为负的抑制作用(图2和图3)。

  本研究为改进现有生态系统模型中积雪-植被生长相互关系的模拟提供了重要理论框架,为预测未来积雪变化对高寒生态系统碳循环和区域尺度碳源汇的影响提供重要基础。该研究得到科技部“全球变化及应对”重点专项、中国科学院“一带一路”国际合作专项、国家自然科学基金和中组部青千项目的支持。

  该成果近期发表在Global Change Biology杂志上。

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  图1. 调控冬季积雪对高寒植被生长影响的主要生态过程

  图2. 不同区域主要生态过程对积雪-植被关系的影响

  图3. 典型区域冬季积雪对高寒植被生长影响的主要生态过程