東北地理所在青藏高原沼澤植被生物量變化研究方面取得新進展
青藏高原分布有大面積的沼澤濕地,該地區沼澤濕地在全球碳循環中起著重要的作用。作為沼澤濕地生態系統重要的質量參數,植被地上生物量是估算沼澤濕地植被碳儲量的重要指標,同時也是研究沼澤濕地固碳量的基礎。明確青藏高原沼澤濕地植被地上生物量變化及其影響因素對于評估該地區沼澤濕地生態系統固碳功能具有重要的意義。由于野外實地調查工作量大、耗時長、成本高,且無法全面獲取所有區域的沼澤濕地植被地上生物量實測數據,目前關于整個青藏高原地區沼澤濕地植被地上生物量的時空變化特征及影響因素尚不明確。

圖1 2000-2019年青藏高原沼澤濕地植被地上生物量密度多年平均及變化趨勢
基于青藏高原沼澤濕地植被地上生物量實測數據、106個氣象站點氣象數據、歸一化植被指數(NDVI)等遙感數據,中科院東北地理與農業生態研究所中科院東北地理所濕地生態團隊研究構建了遙感植被指數與沼澤植被地上生物量間的經驗關系方程,并以此分析了2000-2019年青藏高原沼澤濕地植被地上生物量時空變化及對氣候變化的響應。根據構建的生物量與NDVI年最大值的冪函數方程,研究估算得出近20年青藏高原沼澤濕地植被地上生物量多年平均密度值為184.71gC/m2。在空間上,青藏高原沼澤濕地植被地上生物量具有明顯的空間差異,生物量較高的地區位于青藏高原東部和南部,整體上生物量由東南向西北逐漸減小。在2000-2019年,青藏高原沼澤植被地上生物量密度呈現顯著的增加趨勢(4.10gC/m2/decade),其中升高最顯著地區集中在青藏高原中部。在氣候影響方面,夏季降水的增多能在一定程度增加沼澤濕地植被地上生物量,而其它月份降水的變化對生物量無顯著影響。氣溫影響方面,平均氣溫對沼澤濕地植被地上生物量的影響較弱,研究進一步發現白天和夜晚的溫度對青藏高原沼澤濕地植被地上生物量影響不同:白天溫度變化對沼澤濕地植被地上生物量無顯著影響,而夜晚溫度升高能顯著提升沼澤濕地植被地上生物量,表明夜晚最低溫對青藏高原沼澤濕地植被地上生物量起著關鍵作用。

圖2青藏高原沼澤濕地植被地上生物量與氣候因子相互關系
相關研究成果于2021年6月在線發表于國際期刊International Journal of Applied Earth Observations and Geoinformation,東北地理所王延吉博士為第一作者,神祥金副研究員為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金(41971065)、中國科學院前沿科學重點研究項目(ZDBS-LY-7019)、中國科學院青年創新促進會項目(2019235)的共同資助。
論文信息:Yanji Wang, Xiangjin Shen, Ming Jiang, Shouzheng Tong, Xianguo Lu. Spatiotemporal change of aboveground biomass and its response to climate change in marshes of the Tibetan Plateau. International Journal of Applied Earth Observations and Geoinformation, 2021, 102, 102385.
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