东北地理所在Global Change Biology发文揭示中国湿地土壤有机碳库现状与变化特征
湿地作为“山水林田湖草沙”生命共同体的重要组成部分,是陆地生态系统中重要的碳库,在全球碳循环中发挥着重要作用。在“碳中和”背景下,精准估算湿地土壤有机碳库现状并了解其变化特征具有重要的科学价值。然而,受土壤有机碳密度样本数量有限、湿地空间分布数据不统一、估算方法多采用简单的清单法或线性插值等因素限制,已有的大尺度湿地土壤有机碳库估算结果不确定性较大,无法准确揭示湿地土壤有机碳的空间格局和储量变化特征。
东北地理所地理景观遥感研究团队构建了国家尺度湿地土壤有机碳密度样本数据库,包含2000—2020年20年期间的809个样本,并集成多源地理空间数据集和自主完成的多期中国湿地空间分布数据集,采用机器学习方法揭示了中国湿地土壤有机碳库变化的时空特征。
研究结果表明:2000年和2020中国湿地1米深度的平均土壤有机碳密度分别为25.03±3.11和26.57±3.73 kg C m-2 ,20年间增长了6.15%;尽管同期土壤有机碳密度有所增加,但由于湿地面积的减少,全国土壤有机碳储量减少了8.03%,从4.73±0.58 Pg减少到4.35±0.61Pg;2000年以来未发生土地覆被类型变化的湿地平均土壤有机碳密度增加2.15 kg C m-2,净积累速率为107.5±12.4 g C m?2 yr?1。湿地土壤有机碳密度受气温和降水等多种环境因素的影响,未来气候变暖或干燥将导致湿地有机碳储量的减少;在SSP1-2.6情景下,中国湿地碳储量未来不会发生显著变化;而在SSP5-8.5情景下,中国湿地碳储量到2100年将显著减少约5.77%。
本研究从国家尺度湿地土壤有机碳密度样本库构建、具有数据一致性的国家尺度湿地分布数据集、湿地土壤有机碳密度空间预测方法三个角度入手,对中国湿地土壤有机碳库估算进行了优化创新研究,更准确地揭示了中国湿地土壤有机碳库现状特征、历史变化和未来趋势。研究结果对估算和预测全球湿地土壤有机碳储库具有重要指导意义,将有助于加深对于国家和全球湿地碳循环的理解。
图1 中国湿地土壤有机碳密度空间分布及其变化
研究成果近期在线发表于国际顶级期刊Global Change Biology(IF=13.211)。本研究由东北地理所任永星特别研究助理、毛德华研究员(通讯作者)、王宗明研究员、宋开山研究员、于子成研究员和圣地亚哥州立大学大学徐小锋教授等共同完成。该研究得到了国家自然科学基金优秀青年科学基金(42222103)、中国科学院青年创新促进会优秀会员项目(2017277)和东北地理所青年科学家小组项目(2022QNXZ03)等共同资助。
论文信息如下: Yongxing Ren, Dehua Mao*, Zongming Wang, Zicheng Yu, Xiaofeng Xu, Yanan Huang, Yanbiao Xi, Ling Luo, Mingming Jia, Kaishan Song, Xiaoyan Li. China’s wetland soil organic carbon pool: New estimation on pool size, change, and trajectory. Global Change Biology. 2023, doi: 10.1111/gcb.16923.
论文链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/gcb.16923
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