《研究揭示盐沼湿地生态修复对碳通量年际变化的驱动机制》

  • 来源专题:深海资源开发
  • 编译者: 徐冰烨
  • 发布时间:2025-09-10
  • 盐沼湿地生态修复是全球缓解气候变化和增强碳封存的一项长期策略。然而,受限于修复观测的较短时间尺度,此前研究难以系统揭示植被恢复和演替动态对碳通量年际变化的长期影响。

    近期,中国科学院烟台海岸带研究所研究员韩广轩研究团队,依托中国科学院黄河三角洲滨海湿地生态试验站,基于“退耕还湿”自然恢复湿地长达12年的生态系统碳通量连续监测数据,及长时序遥感影像,解析了植被变化对盐沼湿地年际碳汇强度的影响机制。

    研究将环境因子划分为植被因子和气候因子,结合多元逐步回归与机器学习方法,从多时间尺度和不同恢复年限两个维度系统,评估了二者对修复湿地碳通量的相对贡献。结果表明,滨海湿地长达12年的自然恢复过程中,植被与气候因子共同决定生态系统的CO2净交换量(NEE)。随着时间尺度延长,气候因子为NEE年际变化的主要驱动因素,但植被对NEE变异的解释能力逐渐增强。年度尺度进一步分析表明,在基于气候因子的模型中引入植被因子,可显著提升模型解释力,且随着恢复年限增加,提升效应更为明显。这说明植被改善过程,在一定程度上减弱了气候因子对CO2封存能力的主导影响,从而增强了生态系统碳汇功能稳定性。

    该研究定量揭示了气候与植被在长期演替过程中对NEE的协同调控机制,并凸显了植被恢复和演替动态对于维持及增强滨海湿地固碳功能日益重要的作用。

    相关研究成果以Climate and vegetation jointly determine the interannual variation of net ecosystem CO2?fluxes over 12 years in a restored coastal wetland为题,发表于《农业与森林气象学》(Agricultural and Forest Meteorology)。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等的支持。


  • 原文来源:https://www.cas.cn/syky/202509/t20250908_5081530.shtml
相关报告
  • 《中国科学院烟台海岸带研究所揭示盐沼湿地生态修复对碳通量年际变化的驱动机制》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:熊萍
    • 发布时间:2025-09-08
    • 盐沼湿地生态修复是全球缓解气候变化和增强碳封存的一项长期策略,目前我国多个地区已实施了包括退耕还湿和自然恢复等措施的一系列生态修复措施。然而,受限于修复观测的较短时间尺度,当前研究难以系统揭示植被恢复和演替动态对碳通量年际变化的长期影响。近期,中国科学院烟台海岸带研究所滨海湿地演变机制与生态修复研究组(韩广轩研究团队)依托中国科学院黄河三角洲滨海湿地生态试验站,基于“退耕还湿”自然恢复湿地长达12年的生态系统碳通量连续监测数据及长时序遥感影像,解析了植被变化对盐沼湿地年际碳汇强度的影响机制。 本研究将环境因子划分为植被因子(基于长时序遥感指数)和气候因子(来源于气象监测数据),结合多元逐步回归与机器学习方法,从多时间尺度和不同恢复年限两个维度系统评估了二者对修复湿地碳通量的相对贡献。结果表明,滨海湿地长达12年的自然恢复过程中,植被与气候因子共同决定生态系统的CO?净交换量(NEE)。随着时间尺度延长,气候因子为NEE年际变化的主要驱动因素,但植被对NEE变异的解释能力逐渐增强。进一步的年度尺度分析表明,在基于气候因子的模型中引入植被因子可显著提升模型解释力,且随着恢复年限增加,提升效应更为明显。这说明植被改善过程在一定程度上减弱了气候因子对CO?封存能力的主导影响,从而增强了生态系统碳汇功能的稳定性。本研究定量揭示了气候与植被在长期演替过程中对NEE的协同调控机制,并凸显了植被恢复和演替动态在维持和增强滨海湿地固碳功能中日益重要的作用。 相关研究成果以“Climate and vegetation jointly determine the interannual variation of net ecosystem CO2?fluxes over 12 years in a restored coastal wetland”为题,发表于农林科学知名期刊《Agricultural and Forest Meteorology》。该研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金以及山东省青年科学基金的支持。 此外,题为“Vegetation Types Shift Physiological and Phenological Controls on Carbon Sink Strength in a Coastal Zone”的相关研究论文,获得了《Global Change Biology》的特别评论(该期刊每年发表的论文中仅有约1%能够获此认可)。该评论以“What Regulates Net Carbon Uptake in Coastal Ecosystems?”为题,同期发表在同一期刊上。评论作者、澳大利亚西悉尼大学的Elise Pendall教授充分肯定了该研究长期监测数据所取得的成果,认为所揭示的海岸带生态系统碳汇调控机制,为相关领域提供了重要理论依据。并指出:“海岸带生态系统易受气候变化带来的洪水、盐水入侵和侵蚀等威胁。与社会和生态重要性相比,这些生态系统目前研究仍显不足,因此Wei等人(2025)的最新研究显得尤为关键。” 相关论文信息: Zhang Q,?Wei S.,?Chu X.,?Zhang X.,?Gong Z.,?Wang X.,?Song W.,?Song Y.,?Xie B.?and?Han G. (2025). Climate and vegetation jointly determine the interannual variation of net ecosystem CO2 fluxes over 12 years in a restored coastal wetland[J]. Agricultural and Forest Meteorology,2025,373: 110760. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2025.110760 Wei S.,?Paytan A.,?Chu X.,?Zhang X.,?Song W.,?Wang X.,?Li P. and Han G. (2025). Vegetation Types Shift Physiological and Phenological Controls on Carbon Sink Strength in a Coastal Zone. Global Change Biology,31: e70029. https://doi.org/10.1111/gcb.70029 Pendall E. (2025). What Regulates Net Carbon Uptake in Coastal Ecosystems?Global Change Biology,31: e70127. https://doi.org/10.1111/gcb.70127
  • 《烟台海岸带所揭示降雨对滨海湿地碳交换影响的新机制》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2018-04-08
    • 滨海湿地富含土壤有机碳,同时其土壤有机质分解率和甲烷生成率较低,并且能够捕获和掩埋大量有机碳。因此,滨海湿地被认为是全球重要的碳汇,也是全球“蓝碳”资源的重要贡献者。在全球变暖背景下,降雨分配导致的干旱或者季节性积水会通过改变土壤及大气湿度环境,调控植被生理代谢过程,最终影响滨海湿地的蓝碳功能。另外,由于受浅层地下水位的影响,即使没有降水,滨海湿地土壤水分也相对较高。当降水发生时,土壤可能会迅速饱和,导致缺氧条件,减少土壤有机碳分解。因此,准确量化湿地碳交换过程对降水事件的响应,对于理解其碳平衡动态和碳汇功能至关重要。   近日,依托中国科学院黄河三角洲滨海湿地生态试验站,基于连续4年的土壤呼吸自动化监测数据,中国科学院烟台海岸带研究所韩广轩研究组揭示了降雨脉冲对滨海湿地土壤碳排放的影响机制。研究表明,即使小的降雨事件也会通过增加土壤水分而迅速降低土壤呼吸。降雨发生后,土壤呼吸与土壤水分呈显著负相关;降水后土壤呼吸的变化量与土壤水分的变化量有关。此外,即使在缺氧条件下,大量硫酸盐和高盐度的存在抑制了滨海湿地CH4的产生和排放。因此,降水事件可通过增加滨海湿地土壤水分和诱发土壤缺氧条件,限制根系和微生物的氧利用度和生物活性,抑制土壤有机碳分解。当前黄河三角洲降水减少和气温上升的暖干化趋势,可能会加速土壤有机碳分解,从而降低滨海湿地的蓝碳功能。相关研究成果以Precipitation events reduce soil respiration in a coastal wetland based on four-year continuous field measurements为题,在线发表在Agricultural and Forest Meteorology上。   另外,基于涡度相关连续观测数据,韩广轩研究组还探究了降雨季节性分配对滨海湿地净生态系统CO2交换(NEE)的影响机制。研究发现,在植被快速生长期,由于降雨少,蒸发量大,干旱导致的盐胁迫降低植被的光合强度,对NEE产生抑制作用;在植被生长中期,受降雨以及浅地下水位影响,强降雨导致的淹水胁迫降低植被光合作用和自养呼吸,最终对NEE产生抑制作用。该研究揭示了降雨分配对黄河三角洲滨海湿地碳源汇功能的双重影响机制,并为预测未来极端降雨事件对湿地碳收支的影响及其反馈机制提供数据支持和理论依据。相关研究成果发表以Dual effect of precipitation redistribution on net ecosystem CO2 exchange of a coastal wetland in the Yellow River Delta为题,发表在Agricultural and Forest Meteorology上。   该研究得到了国家自然科学基金项目、中国科学院科技服务网络计划(STS)项目和研究所自主部署项目的资助。   论文链接:   1:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168192318301011 2:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168192317303635