研究站點(diǎn)植被類型(a)、氣象條件(b)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(c)。中科院青藏高原所 供圖

在有“世界屋脊”和“地球第三極”之稱的青藏高原上,其高寒草地植被近些年來出現(xiàn)返青提前、枯黃推遲的現(xiàn)象頗受關(guān)注,這究竟是什么原因?qū)е碌?

中國科學(xué)院青藏高原研究所(中科院青藏高原所)2月27日向媒體發(fā)布消息說,該所生態(tài)系統(tǒng)格局與過程團(tuán)隊(duì)羅天祥研究員等最新完成的一項(xiàng)監(jiān)測研究表明,青藏高原草地返青提前、枯黃推遲的原因基本上與增溫?zé)o關(guān),降雨增加要負(fù)“全責(zé)”。

由中國科學(xué)家完成的這項(xiàng)青藏高原生態(tài)系統(tǒng)變化研究重要成果論文,近日已在環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)領(lǐng)域國際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《總環(huán)境科學(xué)》發(fā)表。

論文通訊作者羅天祥研究員介紹說,青藏高原擁有全球海拔最高、面積最大的高寒草甸和草原,其形成和分布主要受印度季風(fēng)氣候的控制。青藏高原廣布優(yōu)勢物種如何同時(shí)適應(yīng)寒冷和干旱的氣候環(huán)境,是理解高寒草地植被物候響應(yīng)氣候變化的關(guān)鍵。

研究成果示意圖。中科院青藏高原所 供圖

近30年來,青藏高原歷經(jīng)快速變暖,同時(shí)伴隨降水增加。預(yù)計(jì)到21世紀(jì)末,青藏高原年平均氣溫將增加2.8-4.9攝氏度,年降水量將增加15-21%。在這種暖濕化背景下,導(dǎo)致高寒草地植被物候變化的主要驅(qū)動(dòng)因子究竟是增溫還是增雨,存在很大爭議。學(xué)界以往的增溫實(shí)驗(yàn)很少關(guān)注降水變化的影響,結(jié)合溫度與降水變化的雙因素控制實(shí)驗(yàn)案例也較少。

羅天祥指出,本項(xiàng)研究通過在青藏高原中部念青唐古拉山北坡的西藏納木錯(cuò)高寒湖泊與環(huán)境國家野外科學(xué)觀測研究站建立紅外增溫和自動(dòng)增雨控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái),研究團(tuán)隊(duì)對2013-2014年紫花針茅、大花嵩草、釘柱委陵菜3個(gè)優(yōu)勢物種返青期與枯黃期物候進(jìn)行監(jiān)測,并同步記錄氣溫、降水、土壤溫度和土壤水分,解析了增溫2攝氏度、增雨15%和30%對高寒草原-草甸過渡帶優(yōu)勢種物候變化的影響,研究結(jié)果明確顯示,降雨增加導(dǎo)致青藏高原高寒草地植被返青提前、枯黃推遲,而與增溫基本無關(guān)。

論文第一作者、中科院青藏高原所博士研究生馬鵬飛表示,研究團(tuán)隊(duì)在青藏高原上連續(xù)兩年的實(shí)驗(yàn)觀測數(shù)據(jù)表明:增雨普遍導(dǎo)致紫花針茅、大花嵩草、釘柱委陵菜3個(gè)優(yōu)勢物種返青期提前,而增溫則對其返青期影響不顯著;雖然枯黃期對于溫度和降水均有響應(yīng),但不論是否增溫,增雨都能顯著推遲3個(gè)優(yōu)勢物種枯黃期,且增溫與增雨無交互效應(yīng);3個(gè)優(yōu)勢種返青期同步或稍晚于雨季來臨,春季降水增加使雨季來臨時(shí)間提前進(jìn)而促進(jìn)植被返青。

研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步開展分析認(rèn)為,高寒植被物候?qū)邓兓用舾?在增溫2攝氏度、增雨大于15%條件下,高寒草地優(yōu)勢物種生長季延長主要受秋季物候推遲的影響。在青藏高原暖濕化背景下,該研究為人們正確認(rèn)識(shí)高寒草地生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的響應(yīng)機(jī)制提供了重要科學(xué)支撐。