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天童站夏建阳课题组发现植被生长峰值的全球趋势及其驱动机制
作者: 天童站 更新时间: 2018-11-19

    全球陆地生态系统吸收了约30%的人类CO2排放,因此缓解了由于大气CO2浓度升高而引起的全球气候变暖。陆地生态系统的这种碳汇功能主要来源于植物的光合作用。生态系统可以通过两条途径提高植物光合作用:延长植被生长季的长度和升高生长季中的CO2吸收峰值。近年来,国内外大量的研究证据都发现了全球植被的生长季长度在气候变化的驱动下逐渐延长,即证实了第一条途径对全球植被生长的重要意义。然而,人们对于第二条途径即植被生长峰值的动态,目前仍然知之甚少。

全球植被生长峰值的上升及其关键机制

    11月12日,《自然-生态学与进化》杂志在线刊登了我天童国家站夏建阳教授研究组题为“全球植被生长峰值的上升及其关键机制(Enhanced peak growth of global vegetation and its key mechanisms)”的研究成果。该研究结合了卫星遥感数据、野外生态学实验、野外观测调查资料与全球陆地生态系统模型等多种手段,发现全球陆地植被的生长峰值在过去三十多年中在持续升高。《自然-生态学与进化》杂志同期也在“News & Views”专栏发表了荷兰安特卫普大学Sara Vicca博士题为“全球植被的CO2吸收(Global vegetation’s CO2 uptake)”的研究评述,高度评价了该研究发现的科学意义。

全球陆地植被生长峰值自1980年以来持续上升


陆地生态系统中植物光合作用的增加途径(引自Sara Vicca博士对该研究工作的评述论文)

    该研究团队进一步对全球植被生长峰值升高的现象进行了归因分析,发现同时期的大气CO2浓度升高、氮沉降增加与农田面积扩张是主要驱动原因。这些驱动机制也得到了叶片、生态系统和区域尺度的植物光合能力观测资料与全球野外控制实验结果的支持。研究团队也对全球陆地碳循环模型如何能更加准确地模拟全球植被生长峰值升高的现象提出了建议。

本研究是夏建阳教授与合作者于2015年发现物候与生理过程联合调控陆地生态系统总初级生产力变异(PNAS, 112, 2788-2793)之后,进一步深入研究植物生理过程对生态系统生产力影响的重要成果。该成果表明,除了大气CO2浓度升高与氮沉降加剧,农业活动也对全球植被生长季节动态的影响具有重要作用。

 

人类农业活动对改变生态系统的CO2吸收峰值具有重要作用(拍摄人:朱辰;地点:青海省门源回族自治县)

华东师范大学参与本研究的部分人员(左起:夏建阳、黄昆、乔阳、徐小妮、崔二乾)

    该项工作是华东师范大学、澳大利亚联邦科工组织、美国斯坦福大学和北亚利桑那大学等单位的合作成果。华东师范大学为该研究成果的第一完成单位,生态与环境科学学院学科博士后黄昆为第一作者,夏建阳教授为通讯作者。夏建阳教授课题组的博士生崔二乾、李钊、徐小妮、乔阳、王婧和硕士生边晨昱参与了计算分析。上述研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、华东师范大学人才队伍启动项目等资助。


全文链接:Enhanced peak growth of global vegetation and its key mechanisms

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