編者按：我國(guó)是一個(gè)多山的國(guó)家，山地覆蓋了我國(guó)2/3的陸地面積，蘊(yùn)藏著巨大的
碳匯。多山的中國(guó)呈現(xiàn)出何種碳匯海拔格局？在氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)的影響下，不同海拔的碳匯在發(fā)生同樣的變化嗎？
近日，中國(guó)科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所對(duì)碳匯與海拔的關(guān)系進(jìn)行了探索，研究成果發(fā)表于《自然-通訊》。
群山“饋贈(zèng)”的靈感
海拔變化是山地最基本的特征，對(duì)山地植被結(jié)構(gòu)和功能具有重要的控制作用。
人們對(duì)山地與植被關(guān)系的關(guān)注早已有之。唐代詩(shī)人白居易就寫(xiě)下了“人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開(kāi)”的名句。
青藏高原東緣的貢嘎山，植被帶由低海拔到高海拔，從地帶性的亞熱帶常綠闊葉林，漸變?yōu)獒橀熁旖涣?、針葉林、灌叢、高寒草甸、疏草寒漠和冰雪帶等。
2020年4月，在從成都飛往拉薩的航班上，科研人員目睹了橫斷山、唐古拉山、喜馬拉雅山等壯麗山脈，突然靈光一現(xiàn)：多山的中國(guó)呈現(xiàn)出何種碳匯海拔格局？
通過(guò)海量數(shù)據(jù)挖掘，科研人員驚喜地發(fā)現(xiàn)，中國(guó)的綿延群山蘊(yùn)藏了巨大的碳匯。海拔上升100米，氣溫垂直遞減約0.6℃，這個(gè)氣溫變化量相當(dāng)于緯度增加100公里（氣溫降低約0.5℃）。氣溫隨海拔垂直遞減，加上降水、輻射和營(yíng)養(yǎng)元素等的綜合調(diào)控，構(gòu)成了我國(guó)碳匯垂直遞減的基本格局。
織就觀(guān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)
對(duì)碳匯海拔格局的認(rèn)知依托于碳交換量的快速監(jiān)測(cè)。
事實(shí)上，從2008年開(kāi)始，團(tuán)隊(duì)成員便著手在青藏高原腹地開(kāi)展碳匯人工監(jiān)測(cè)，在海拔4730米的野外臺(tái)站建立了海拔最高的氣相色譜系統(tǒng)。團(tuán)隊(duì)成員開(kāi)展了連續(xù)8個(gè)生長(zhǎng)季的人工觀(guān)測(cè)，為認(rèn)知高寒碳過(guò)程打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在岡底斯山，團(tuán)隊(duì)安裝了第一套碳匯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)捕捉空氣中二氧化碳濃度的變化，并結(jié)合三維風(fēng)速的分解，在線(xiàn)計(jì)算植物與大氣間的碳交換，極大提高了碳匯觀(guān)測(cè)的效率和代表性。
團(tuán)隊(duì)還相繼在可可西里無(wú)人區(qū)、雙湖草原、亞?wèn)|森林、麥地卡濕地、山南澤當(dāng)防護(hù)林等地設(shè)置了觀(guān)測(cè)點(diǎn)，織就了一張觀(guān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，日夜不息傾聽(tīng)山地的呼吸。
氣候變化的敏感區(qū)
通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的深入研究，科研人員發(fā)現(xiàn)了高寒生態(tài)系統(tǒng)凈碳匯對(duì)溫度的敏感性比其他區(qū)域高40%等一系列指標(biāo)。這些指標(biāo)進(jìn)一步證實(shí)了以青藏高原為代表的高寒生態(tài)系統(tǒng)碳過(guò)程對(duì)氣候變暖的響應(yīng)更為敏感。
這與科學(xué)界長(zhǎng)期以來(lái)認(rèn)為青藏高原是氣候變化“敏感區(qū)”的說(shuō)法不謀而合。
高山區(qū)氣候變暖速率超過(guò)平原地區(qū)，低海拔地區(qū)造林空間有限、營(yíng)養(yǎng)元素供給受限，那么各海拔帶在氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)的綜合影響下是否呈現(xiàn)出顯著的速率差異呢？
團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步采用機(jī)器學(xué)習(xí)將海量地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和氣候模式結(jié)合起來(lái)，預(yù)測(cè)高山區(qū)碳匯的相對(duì)變化速度可能超過(guò)低海拔區(qū)域。這表明，未來(lái)氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)將深刻影響我國(guó)碳匯的海拔格局。
結(jié)語(yǔ)
該研究以中國(guó)為例探討了碳匯海拔格局，拓展了山地科學(xué)理論，為青藏高原生態(tài)安全屏障關(guān)鍵功能量化和重要生態(tài)工程布局提供了支撐。
不過(guò)，山區(qū)氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)的復(fù)雜性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了我們的認(rèn)知。凍土融化是否將釋放大量碳？極端氣候?qū)⑷绾蜗拗浦参锷L(zhǎng)？人類(lèi)如何調(diào)控提升碳匯？越是走近山，擺在面前的
難題似乎越來(lái)越多，這也是我們不斷奔向山的動(dòng)力和樂(lè)趣。
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