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黑沙蒿灌丛生态系统碳平衡对昼夜非对称增温的响应

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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.
Response of ecosystem carbon balance to asymmetric daytime vs nighttime warming in Artemisia ordosica shrublands

韩聪、刘鹏、母艳梅、原媛、郝少荣、田赟、查天山、贾昕

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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

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

国家自然科学基金国家自然科学基金国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项

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2022

10.17521/cjpe.2021.0485

植物生态学报
中国科学院植物研究所　中国植物学会

植物生态学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：2.162
ISSN：1005-264X
年,卷(期)：2022.46(12)
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