東北地理所在氣候變化對大、小興安嶺濕地植被群落演替及碳匯功能影響研究中取得新進展
全球超過50%的濕地分布在高緯地區，并儲存著約400-500Pg土壤碳，這些高緯濕地是受氣候變化影響顯著的脆弱生態系統之一。在高緯地區，當增溫導致凍土退化、活動層加深的同時，高緯濕地水文平衡也被打破，進而導致高緯濕地植被發生演替、退化甚至萎縮，從而影響高緯濕地碳匯功能。東北地理所濕地生態系統管理學科組利用生態位理論分布模型、凍土模型和濕地大數據，在植被群落尺度，對未來氣候變化背景下的大、小興安嶺地區高海拔濕地植被群落演替趨勢和變化特征進行了模擬，估算了該地區高緯濕地土壤碳庫，定量評估了氣候變化對濕地碳庫功能的潛在影響。該研究成果為應對氣候變化，建立區域濕地適應性管理措施提供科學支持。
高緯濕地可持續發揮碳匯功能的兩個關鍵條件是低溫和厭氧環境。然而，由于氣候變暖，作為濕地隔水層的多年凍土退化甚至消失，適于高緯濕地植物群落分布的生態位條件將改變。本研究模擬結果表明，至21世紀末，在不同的增溫情景下，大、小興安嶺自然濕地的4.5%～23.8%將發生退化，并導致約0.08～0.32Pg的濕地土壤碳庫（占該區域總濕地土壤碳庫的5.4%～20.5%）喪失原有濕地植被和淹水條件，這部分穩定碳庫將可能轉為活躍并變成碳源。另一方面，本研究的結果也預測了未來氣候情景下不同濕地植物群落之間的演替趨勢特征。在氣候變暖驅動下，至21世紀末，具有較高競爭能力的小葉章群落（A9）將向北遷移，并可能入侵北部泥炭蘚群落（A10），進而成為大、小興安嶺最大的濕地植物群落，這種維管植物向苔蘚植物的演替可能會對未來大、小興安嶺濕地的碳累積和儲存能力產生負面影響。
圖1 氣候變化情景下大、小興安嶺地區濕地植物群落和凍土的空間分布
圖2 氣候變化情景下大、小興安嶺地區濕地植物群落演替圖
相關研究成果于2021年發表在國際期刊Land Degradation & Development上。本研究由東北地理所薛振山副研究員，姜明研究員，張仲勝研究員，武海濤研究員和張婷婷碩士共同完成，得到國家自然科學基金委區域創新發展聯合基金（U19A2042, U20A2083）、國家自然科學基金（41671087, 41671081, 41471081）和國家重點研發計劃（2016YFC050040106, 2016YFA060230302）資助。
論文信息：
Zhenshan Xue, Ming Jiang, Zhongsheng Zhang, Haitao Wu, Tingting Zhang. Simulating Potential Impacts of Climate Changes on Distribution Pattern and Carbon Storage Function of High‐Latitude Wetland Plant Communities in the Xing'anling Mountains, China, Land Degradation & Development, 2021. https://doi.org/10.1002/ldr.3945
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