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青藏高原草地為何返青提前、枯黃推遲?中科院團隊“破案”了!

發布時間:2023-02-28 09:02:00來源: 中國新聞網


研究站點植被類型(a)、氣象條件(b)和實驗設計(c)。中科院青藏高原所 供圖

  在有“世界屋脊”和“地球第三極”之稱的青藏高原上,其高寒草地植被近些年來出現返青提前、枯黃推遲的現象頗受關注,這究竟是什么原因導致的?

  中國科學院青藏高原研究所(中科院青藏高原所)2月27日向媒體發布消息說,該所生態系統格局與過程團隊羅天祥研究員等最新完成的一項監測研究表明,青藏高原草地返青提前、枯黃推遲的原因基本上與增溫無關,降雨增加要負“全責”。

  由中國科學家完成的這項青藏高原生態系統變化研究重要成果論文,近日已在環境科學與生態學領域國際專業學術期刊《總環境科學》發表。

  論文通訊作者羅天祥研究員介紹說,青藏高原擁有全球海拔最高、面積最大的高寒草甸和草原,其形成和分布主要受印度季風氣候的控制。青藏高原廣布優勢物種如何同時適應寒冷和干旱的氣候環境,是理解高寒草地植被物候響應氣候變化的關鍵。


研究成果示意圖。中科院青藏高原所 供圖

  近30年來,青藏高原歷經快速變暖,同時伴隨降水增加。預計到21世紀末,青藏高原年平均氣溫將增加2.8-4.9攝氏度,年降水量將增加15-21%。在這種暖濕化背景下,導致高寒草地植被物候變化的主要驅動因子究竟是增溫還是增雨,存在很大爭議。學界以往的增溫實驗很少關注降水變化的影響,結合溫度與降水變化的雙因素控制實驗案例也較少。

  羅天祥指出,本項研究通過在青藏高原中部念青唐古拉山北坡的西藏納木錯高寒湖泊與環境國家野外科學觀測研究站建立紅外增溫和自動增雨控制實驗平臺,研究團隊對2013-2014年紫花針茅、大花嵩草、釘柱委陵菜3個優勢物種返青期與枯黃期物候進行監測,并同步記錄氣溫、降水、土壤溫度和土壤水分,解析了增溫2攝氏度、增雨15%和30%對高寒草原-草甸過渡帶優勢種物候變化的影響,研究結果明確顯示,降雨增加導致青藏高原高寒草地植被返青提前、枯黃推遲,而與增溫基本無關。

  論文第一作者、中科院青藏高原所博士研究生馬鵬飛表示,研究團隊在青藏高原上連續兩年的實驗觀測數據表明:增雨普遍導致紫花針茅、大花嵩草、釘柱委陵菜3個優勢物種返青期提前,而增溫則對其返青期影響不顯著;雖然枯黃期對于溫度和降水均有響應,但不論是否增溫,增雨都能顯著推遲3個優勢物種枯黃期,且增溫與增雨無交互效應;3個優勢種返青期同步或稍晚于雨季來臨,春季降水增加使雨季來臨時間提前進而促進植被返青。

  研究團隊進一步開展分析認為,高寒植被物候對降水變化更加敏感;在增溫2攝氏度、增雨大于15%條件下,高寒草地優勢物種生長季延長主要受秋季物候推遲的影響。在青藏高原暖濕化背景下,該研究為人們正確認識高寒草地生態系統對氣候變化的響應機制提供了重要科學支撐。

(責編:李雨潼)

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