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Geophysical Research Letters: 青藏高原草地植被生长面临的大气干旱胁迫加剧
2018-03-21

气候变暖可导致大气水汽压差增加、大气干旱化趋势增强。当大气水分亏缺时,植物往往通过降低叶片气孔导度抑制光合作用,还有可能通过增强蒸散发作用加剧土壤干旱,使植被生长面临更加严峻的大气干旱胁迫。青藏高原是气候变暖最强烈的区域之一,也是印度季风和西风交汇碰撞的区域。过去对青藏高原草地植被生长的研究大多围绕增温和降水格局变化来开展,却鲜有研究探讨大气水分亏缺对植被生长的影响,这极大限制了我们对未来气候持续变暖背景下高寒草地植被生长的预测。

针对这一研究现状,本室汪涛研究员课题组利用气象站点观测和遥感监测数据,并结合陆地生态系统模型,系统分析了近30年青藏高原大气水汽压差变化及其对草地植被生产力的动态影响。研究表明,在气候变暖背景下,青藏高原大气水汽压差持续增加,高原草地的大气环境趋于干旱化 (图 1);这种大气干旱会显著降低青藏高原草地生产力。值得注意的是,这一现象呈增强趋势,具体表现在影响的强度和范围上持续增加 (图 2)。进一步研究发现,如果没有大气CO2浓度增加对草地生产力正的促进效应,大气干旱对草地植被生长的抑制作用会变得更强、影响范围更广。

以上研究首次在区域水平上揭示了青藏高原高寒植被生产力与大气干旱之间的联系,阐明了青藏高原持续变暖在缓解低温限制、促进高寒植被生产力的同时,也会增加大气水分亏缺导致植被的干旱胁迫加剧。这一发现为认识高寒生态系统与气候变化的复杂关系提供了新的视角,为降低气候变化背景下植被动态预测的不确定性提供了新的思路。

该研究结果近期在线发表于Geophysical Research Letters上。博士后丁金枝为论文第一作者。该研究得到科技部“全球变化及应对”重点专项和国家自然科学基金等项目的资助。

文章链接: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/2017GL076803

         图1 过去30 年间(1982-2011)青藏高原高寒草地大气水汽压差(VPD)持续增加

     

图 2 过去30年大气水汽压差对高寒草地植被生产力负的抑制效应(a-b)在影响强度(c)和影响范围(d)方面持续增加