全球二氧化碳施肥效應(yīng)40年來(lái)呈下降趨勢(shì)

　　12月11日，《科學(xué)》在線發(fā)表了南京大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)外科學(xué)家在全球變化和陸地碳循環(huán)領(lǐng)域取得的重要進(jìn)展。研究發(fā)現(xiàn)，全球陸地生態(tài)系統(tǒng)二氧化碳(CO2)施肥效應(yīng)近40年來(lái)呈現(xiàn)顯著的下降趨勢(shì)，而養(yǎng)分和土壤水分供應(yīng)狀況的變化可能是CO2施肥效應(yīng)下降的原因之一。

　　工業(yè)革命以來(lái)，人類活動(dòng)造成大氣中CO2的濃度持續(xù)上升。CO2濃度的不斷增加，在通過(guò)溫室效應(yīng)導(dǎo)致全球變暖的同時(shí)，也提高了植被的光合作用速率(即CO2施肥效應(yīng))，增加了陸地生態(tài)系統(tǒng)吸收大氣CO2的能力(即碳匯能力)，從而減緩全球變暖的速率。在全球尺度定量評(píng)估CO2施肥效應(yīng)，并分析其時(shí)空變化格局，有助于準(zhǔn)確評(píng)估全球陸地生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力及其變化趨勢(shì)。

　　論文通訊作者、南京大學(xué)國(guó)際地球系統(tǒng)科學(xué)研究所教授張永光介紹，該研究首先基于系列衛(wèi)星傳感器的觀測(cè)數(shù)據(jù)，得到了1982~2015年全球新型植被指數(shù)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證其作為全球植被總初級(jí)生產(chǎn)力(GPP)指示器的可行性。

　　在此基礎(chǔ)上，研究人員利用全球植被CO2施肥效應(yīng)的檢測(cè)—歸因模型，揭示了近40年全球CO2施肥效應(yīng)的時(shí)空變化特征。研究人員還結(jié)合歐洲地區(qū)葉片氮磷觀測(cè)和全球陸地水儲(chǔ)量等遙感數(shù)據(jù)，總結(jié)出了導(dǎo)致這些變化的可能原因。

　　研究表明，全球CO2施肥效應(yīng)在近40年呈現(xiàn)顯著的下降趨勢(shì)，2001~2015年的全球CO2施肥效應(yīng)比1982~1996年顯著降低。而且，全球超過(guò)70%~80%的陸地植被區(qū)域CO2施肥效應(yīng)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，歐洲、西伯利亞、南美洲、非洲大部以及澳大利亞西部地區(qū)尤為明顯，但少部分地區(qū)CO2施肥效應(yīng)存在上升趨勢(shì)，例如東南亞部分地區(qū)和澳大利亞東部地區(qū)。

　　進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，歐洲植被葉片氮和磷濃度有顯著的下降趨勢(shì)，葉片氮和磷濃度的變化顯著影響CO2施肥效應(yīng)的變化趨勢(shì)。

　　同時(shí)，遙感GPP對(duì)水分供應(yīng)的敏感性顯著增強(qiáng)，表明植被對(duì)水分脅迫的響應(yīng)更為敏感，水分供應(yīng)狀況的變化也可能是CO2施肥效應(yīng)下降的原因之一。

　　專家認(rèn)為，該研究成果對(duì)深入理解全球變化背景下陸地生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)機(jī)制、更準(zhǔn)確估算全球陸地生態(tài)系統(tǒng)碳收支及預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變暖速率均具有十分重要的意義。

　　相關(guān)論文信息：

　　https://doi.org/10.1126/science.abb7772（化工網(wǎng)）