新疆生地所在未来全球陆地生态系统净初级生产力变化机制研究中获进展

作者：阿克苏站   更新时间：2023-11-24

净初级生产力（NPP）是全球陆地生态系统碳循环的重要组成部分，也是衡量陆地生态系统固碳能力的重要指标之一。气候要素如温度、降水和太阳辐射的变化可以影响植被的生长过程，进而使植被NPP发生变化。此外，各类植被的分布与面积会因气候变化而发生改变，这同样对NPP有着重要的影响。因此，综合考虑气候变化和植被演替对分析NPP的变化至关重要。然而，当前我们对不同气候变化情景和植被演替的共同影响下，未来全球陆地生态系统各类植被NPP的变化过程尚不清楚。

针对上述问题，中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室郝兴明研究团队基于气象站点、遥感数据和CMIP6地球系统模式气象数据，模拟了全球潜在自然植被在不同气候情景下的分布变化，分析了NPP在气候变化和植被演替综合影响下的响应及变化机制。

结果表明：在气候变化和植被演替影响下，21世纪全球陆地NPP总量仅在SSP1-2.6情景下上升， 在SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下分别下降0.86Pg C·a-1、2.54 Pg C·a-1和2.39 Pg C·a-1。其中，森林对全球陆地NPP总量变化起主导作用，4种情景下森林总面积均增加，但平均NPP的减小最终导致森林NPP总量在SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下分别下降0.82、3.43和4.03 Pg C·a-1。草地和荒漠在全球陆地NPP总量变化中作用较小, 且二者的NPP总量均在SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下增加。对于不同类型的植被，在气候变化和植被演替的共同作用下，其NPP变化的机制各不相同。本研究为准确评估和预测未来社会发展不同情景下陆地生态系统对气候变化的响应提供了科学依据。

相关成果以 “Natural vegetation succession under climate change and the combined effects on net primary productivity” 为题发表在 Earth's Future。论文第一作者为新疆生地所硕士研究生张森，通讯作者为郝兴明研究员。该研究得到自治区自然科学基金杰青项目支持。

文章链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2023EF003903 

图 1. SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下陆地潜在自然植被面积在全球陆地面积中所占比例的变化。对于每种情景，左轴和右轴分别代表2020和2100年。

图2. 2020-2100 年期间全球陆地植被总NPP、各类潜在自然植被的总NPP、平均NPP和面积在SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0 和 SSP5-8.5 情景下的年变化率（2020-2100年）。(a)冻原与高山草甸，(b)冷荒漠，(c)半荒漠，(d)草原，(e)温带湿润草原，(f)温带森林，(g)亚热带森林，(h)热带森林，(i)暖荒漠，(j)稀树草原