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杜灵通研究员的研究成果揭示人工灌丛入侵荒漠草原的碳水循环响应机理

来源:杜灵通 发布时间 : 2021-12-16 点击量:

近年来,全球植被变绿(global greening)已成为科学界关注的焦点,其中,中国半干旱区的生态恢复治理,会导致人工灌丛入侵荒漠草原并引起显著的植被变绿现象(图1)。虽然人们已经认识到这种植被恢复在逆转沙漠化和防止土壤侵蚀等方面的益处,但对陆地生态系统的碳水循环过程如何影响仍知之甚少。

我院杜灵通研究员与荷兰特文特大学ITC水资源系合作,带领团队围绕这一科学问题、以宁夏盐池县荒漠草原种植的人工灌木林为研究对象,采用模型模拟和涡度相关通量观测的方法(图2),揭示了人工灌丛入侵荒漠草原的碳水循环响应机理(图3)。研究得出,荒漠草原人工种植灌木显著地增强了陆地生态系统的碳循环,增加了生态系统的碳储量,使生态系统由弱碳源向强碳汇转变。同时,增强了生态系统的蒸散耗水量,降低了土壤贮水,这将对生态系统的稳定性产生影响。因此,在双碳背景下,在荒漠草原区种植灌木有利于碳中和目标实现,但一定要考虑其生态水文阈值。该成果近期以Effects of anthropogenic revegetation on the water and carbon cycles of a desert steppe ecosystem”为题发表在农林类一区TOP期刊《Agricultural and Forest Meteorology》上。

据悉,在2项国家自然科学基金和1项中国科学院西部之光项目的支持下,杜灵通研究员近年来围绕这一科学问题持续开展碳水循环观测与模拟,在《Ecological Indicators》、《植物生态学报》《生态学报》《农业工程学报》等国内外期刊发表相关科研论文20余篇,授权专利1项,获宁夏自然科学优秀论文一等奖1项,培养毕业研究生6人。

1 荒漠草原人工灌丛入侵前后景观对比

2 基于荒漠草原和人工灌木入侵两种不同情境的生态系统碳水循环模拟

3 人工灌木入侵荒漠草原所引起的植被功能类型转变及对生态系统碳水循环影响