東北地理所在全球沼澤濕地植被生產(chǎn)力對氣候變化響應(yīng)機制方面取得新進展
沼澤濕地是全球重要的碳庫，植被是沼澤濕地碳固存的基礎(chǔ)和來源。氣候變化顯著影響植被生長，從而影響沼澤濕地碳的固存。植被凈初級生產(chǎn)力（NPP）是評估植被固碳能力的重要指標，也是生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的關(guān)鍵組成部分。在全球變化背景下，沼澤濕地植被生產(chǎn)力時空變化及其對氣候變化的響應(yīng)機制尚不清楚，阻礙了對全球濕地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的深入理解。明確沼澤濕地植被生產(chǎn)力時空變化及其對氣候變化的響應(yīng)，對于評估全球濕地固碳潛力具有重要意義。基于氣候和MODIS NPP等數(shù)據(jù)，中國科學院東北地理所濕地生態(tài)系統(tǒng)管理學科組分析了全球沼澤濕地植被NPP時空變化及其對氣候變化的響應(yīng)。
研究結(jié)果表明，2000-2022年全球沼澤濕地面積減少約1.63 × 1012 m2，其中沼澤濕地轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸亍⒐嗄竞蜕值谋壤謩e占69.89%、15.05%、13.44%。在沼澤濕地分布未發(fā)生變化區(qū)域，2000-2022年全球沼澤濕地植被NPP呈顯著增加趨勢，上升趨勢為16.1 g C·m-2/10a，其中巴西和南非高原北部增加最為明顯。
氣候變化對沼澤濕地植被NPP的影響在不同地區(qū)表現(xiàn)出明顯的差異。氣溫升高顯著促進了全球沼澤濕地植被NPP的增加，而這種促進作用在溫暖地區(qū)相對較弱。研究進一步發(fā)現(xiàn)，白天和夜晚增溫對全球沼澤濕地植被NPP具有不對稱的影響。在高緯度寒冷地區(qū)，白天增溫由于光合作用的增強對NPP的促進作用更為顯著，夜晚增溫可能由于減少凍害在一定程度上增加NPP。然而，在低緯度溫暖地區(qū)，白天增溫會顯著降低沼澤濕地植被的生產(chǎn)力，而夜晚增溫由于呼吸作用增強和補償作用的相互抵消，進而對植被生產(chǎn)力產(chǎn)生微弱的抑制作用。
降水對全球沼澤濕地植被NPP的影響并不顯著。但在干旱的中緯度地區(qū)，降水量的升高顯著增加了沼澤濕地植被NPP。在較為干旱地區(qū)，降水的增加可以增強植被水分利用效率，促進植被生產(chǎn)力的增加。研究進一步證實，即使是濕地生態(tài)系統(tǒng)，植被的生長仍可能受到植物可利用水分的限制。本研究強調(diào)了氣溫和降水對不同地區(qū)沼澤濕地植被NPP的不同影響，并建議在濕地植被生產(chǎn)力的生態(tài)系統(tǒng)模型模擬中進一步考慮白天和夜晚溫度帶來的不同影響。
研究成果近期發(fā)表于Global and Planetary Change，中國科學院東北地理所張佳琦博士為第一作者，神祥金研究員和姜明研究員為共同通訊作者。本研究得到了國家自然科學基金重點項目、優(yōu)秀青年基金項目（42230516、42422101），國家重點研發(fā)計劃（2023YFF0807204），中國科學院青促會優(yōu)秀會員（2019235）等項目的資助。
圖1 全球沼澤濕地植被凈初級生產(chǎn)力格局及時空變化
圖2 全球沼澤濕地植被凈初級生產(chǎn)力與氣候因子的相關(guān)性
論文信息：Zhang Jiaqi,Zhao Meiling,Ma Rong,Feng Mingming,Ding Chen,Wu Liyuan,Lu Xianguo,Shen Xiangjin*,Jiang Ming*. Different impacts of temperature and precipitation on vegetation net primary production of global marsh wetlands. Global and Planetary Change,2025,252,104893.
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2025.104893
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