探究黑沙蒿(Artemisia ordosica)灌丛净生态系统生产力(NEP)和碳利用效率(CUE)对昼夜非对称增温的响应,揭示碳平衡各组分对日间或夜间增温的相对敏感性,对于预测此类生态系统在气候变化条件下的碳源/汇属性及固碳能力是十分必要的.该研究基于涡度协方差观测数据进行模型参数化和验证,采用BIOME-BGC模型模拟不同增温情景,检验非对称增温如何影响NEP、CUE及其组分,包括:总初级生产力(GPP)、生态系统呼吸(Re)、自养呼吸(AR)、异养呼吸(HR)、维持呼吸(MR)、生长呼吸(GR)、净初级生产力(NPP)等.非对称增温方式包括:(1)延续历史升温趋势(1954–2020年)的昼夜非对称增温(日间增温1.2℃,夜间增温1.8℃);(2)日间或夜间单独增温(2、4、6℃).主要结果:(1)与观测值拟合关系较好的指标包括GPP的逐日值和逐年值、Re的逐日值以及NEP的逐年值(决定系数:0.72–0.88;效率系数:0.72–0.79),拟合关系相对较弱的指标包括Re的逐年值和NEP的逐日值(决定系数:0.57、0.26;效率系数:0.46、0.12).(2)所有增温情景对GPP、Re及其组分、NPP均呈促进作用.其中,GPP、Re、AR、MR对日间增温比对夜间增温更为敏感;NPP、HR、GR则对夜间增温更敏感.(3)在所有增温情景下,Re(约13％)和AR(约16％)的增幅均比GPP(约10％)更大,因此NEP和CUE呈下降趋势.并且NEP和CUE均对日间增温更敏感.(4)NEP和CUE在昼夜非对称增温情景分别下降了约68％和5％,对日间增温下降的幅度比夜间分别高约8％和1％.尽管有区域或全球尺度的研究认为增温会提高生态系统碳汇能力,但该研究结果表示增温抑制半干旱地区碳汇能力,这表明当前为减缓全球变暖所付出的努力是必要的.

净生态系统生产力;碳平衡;BIOME-BGC;非对称增温;日间增温;夜间增温;黑沙蒿

韩聪;刘鹏;母艳梅;原媛;郝少荣;田赟;查天山;贾昕

北京林业大学水土保持学院, 宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站, 北京 100083;北京林业大学水土保持国家林业和草原局重点实验室, 北京 100083;二十一世纪空间技术应用股份有限公司, 北京 100096

植物生态学报

[1]韩聪;刘鹏;母艳梅;原媛;郝少荣;田赟;查天山;贾昕-.黑沙蒿灌丛生态系统碳平衡对昼夜非对称增温的响应)[J].植物生态学报,2022(12):1473-1485

非对称增温,BIOME,日间增温

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