陆地生态系统植被光合作用吸收和土壤呼吸作用释放CO2过程是全球碳循环最关键的过程之一。解析关键陆地生态系统碳源汇机制及其对干旱等极端气候事件响应对气候变暖背景下生态系统碳汇管理至关重要。近期我院界面过程与土壤圈演化研究中心宋照亮教授团队研究人员与中科院西北生态环境资源研究院、哥伦比亚大学、中科院地理所及北京师范大学等多个单位研究人员合作，利用通量塔观测、过程模型模拟及卫星遥感等多源数据资料研究青藏高原高寒沼泽草甸碳汇机制，分析中国陆地生态系统总初级生产力（GPP）对干旱时间尺度响应特征取得进展。
研究中通过对比青藏高原东北部黑河上游地区高寒沼泽草甸和高寒草甸生态系统呼吸及其与多层土壤温度和湿度数据证明相比高寒草甸/草地，高寒沼泽草甸更高的碳汇主要由生长季浅层地下水对土壤呼吸的抑制作用导致(图1)。该研究证实升温不仅通过加速冻土分解影响高寒地区土壤碳动态，而且会通过改变土壤水文条件影响土壤呼吸CO2排放。
研究人员通过多源数据资料分析发现中国陆地生态系统GPP对干旱时间尺度的响应与气候区和植被类型密切相关（图2）。在干旱区植被能够通过生理适应性调整快速对干旱做出响应；在半干旱和半湿润地区由于土壤水分的缓冲作用，植被能够忍受一定程度的干旱，因而响应干旱的时间尺度相对较长；在湿润地区由于较高的森林覆盖率和水资源分布，植被对干旱响应时间尺度大于干旱区。
图 1高寒沼泽草甸（Dashalong）和高寒草甸（Arou）生态系统呼吸与土壤含水量剖面对比
图 2 6种GPP数据与不同尺度标准降水蒸散发指数（SPEI）之间最大相关系数空间分布。
该工作得到了国家自然科学基金，天津市自然科学基金青年基金等项目资助。
Sun S*, Che T, Gentine P, Chen Q, Wang L, Yan Z, Chen B, Song Z*. 2021. Shallow groundwater inhibits soil respiration and favors carbon uptake in a wet alpine meadow ecosystem. Agricultural and Forest Meteorology, 297: 108254.
Sun S, Du W, Song Z*, Zhang D, Wu X, Chen B, Wu Y. 2021. Response of gross primary productivity to drought time-scales across China. Journal of Geophysical Research-Biogeosciences, https://doi.org/10.1029/2020JG005953.
