高寒生态脆弱区冻土碳水循环对气候变化的响应——以甘南州为例

来源：高原气象杂志2018年第5期北京时间：

作者：刘双;谢正辉;高骏强;曾毓金;刘斌;李锐超

单位：中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室, 北京 100029;中国科学院大学, 北京 100049;南京信息工程大学数学与统计学院, 江苏 南京 210044

摘要：以位于青藏高原与黄土高原及陇南山地过渡带的甘南藏族自治州为例，基于考虑土壤冻融界面变化的陆面过程模式研究了1979-2012年冻土变化及水资源与生态系统碳通量对气候变化的响应。结果表明，甘南州气候态多年冻土面积约1.5×104 km2，季节性冻土约占2.5×104 km2，多年冻土最大融化深度呈增加趋势，季节冻土最大冻结深度逐渐减少，整体上冻土正随着气温上升逐步退化；尽管降雨有所增加，而气温上升引起的蒸散发增加也可能是产流减少的原因之一，其中多年冻土区更为敏感，水热变化增减率较季节冻土区大；生态系统碳循环方面，北部主要表现为碳源，南部则表现为碳汇，升温促进植被生长，使得进入生态系统的碳呈略微增加的趋势，尽管总初级生产力（GPP）与净初级生产力（NPP）呈增长趋势，但植被碳利用效率逐步减小，表明气候变化背景下生态系统固碳能力有所退化；最后经多元回归分析可知，气候变化在多年冻土区可以解释66%的NPP变化与31%的生态系统净交换量（NEE）变化，而在季节冻土区则能解释45%的净初级生产力变化。

关键词：土壤冻融;生态水文;气候变暖;高寒生态脆弱带

基金资助：中国科学院前沿科学重点研究项目（QYZDY-SSW-DQC012）；国家自然科学基金项目（41575096）