12月12日,我校2023级农村发展专业硕士研究生魏珩在国家一级学报《生态学报》(国家卓越期刊)上发表学术论文《中国农田生态系统碳源汇时空动态特征与驱动影响机制》(网络首发)。我校经济管理学院作为第一署名单位,硕士研究生魏珩为第一作者,吴路华博士为通讯作者。合着作者包括2024级农村发展专业硕士研究生杨东妮、陈丹和熊露莎。
(论文首页截图)
农田生态系统碳汇是陆地生态系统最重要的碳汇之一,其碳汇潜力超过岩溶净碳汇和草地净碳汇。然而,由于农作物的收获期较短,粮食和秸秆往往迅速被消费,农作物增加的生物量大多在短时期内经分解释放到大气中,导致年内净碳汇较低。同时,农业活动所产生的碳排放抵消了农田生态系统净碳汇,导致农田生态系统碳汇潜力被低估甚至被忽略。当前,中国农田生态系统已经发生显着变化,并通过多元化的机制加强了对碳的吸收和有效封存,从而形成更稳定持久的碳汇。然而,在全球气候变化加剧背景下,碳氮耦合作用对农田生态系统碳源汇的影响越趋复杂。因此,定量评估气候因子及其碳氮耦合作用对农田生态系统碳源汇的影响贡献,深度解析气候变化及其碳氮耦合对农田生态系统碳源汇的驱动机制,对于巩固和提升农田生态系统碳汇具有重要的科学意义。
因此,针对农田生态系统碳源汇过程对气候变化的响应积极敏感,而当前气候变化及其碳氮耦合作用对农田生态系统碳源汇过程的影响贡献与驱动机制尚不明晰的问题。该研究基于总初级生产力(骋笔笔)、净初级生产力(狈笔笔)和净生态系统生产力(狈贰笔)叁种碳汇指标,以及生态系统总呼吸(搁蝉)、自养呼吸(搁补)和异养呼吸(搁丑)叁种碳源指标构建了6种耦合演变情景,揭示了中国农田生态系统碳源汇时空演变趋势特征,定量评估了气候变化及其碳氮耦合作用的影响贡献,并基于结构方程模型(厂贰惭)系统解析了中国农田生态系统驱动影响机制。
该研究主要解决以下叁个关键问题:(1)阐明中国农田生态系统碳源汇时空演变特征;(2)量化气候因子对农田生态系统碳源汇变化的贡献;(3)解析气候变化下碳氮耦合对农田生态系统碳源汇演变的驱动影响机制。
研究结果表明:(1)2000—2020年,中国农田生态系统碳汇与碳源均表现为波动增长趋势,其中GPP、NPP和NEP平均增长率分别为4.27、1.65与0.15 g C m?? a??,Rs、Ra和Rh平均增长率分别为4.12、2.62与1.50 g C m?? a??。由于较高的呼吸作用,中国农田生态系统总体表现为弱碳汇状态。(2)2000—2020年,中国农田生态系统除Rs/GPP以0.12%的速率小幅增长外,NEP/NPP、NEP/GPP及NEP/Rs均呈减少趋势,变化速率分别为-0.28%、-0.39%和-0.46%。呼吸主导作用逐渐加强导致碳汇主导作用呈现减弱。(3)CO?施肥和氮沉降对中国农田生态系统净碳汇增长的贡献为28.98%,主控了25.30%的农田碳汇区域。然而,二者也导致了中国农田生态系统碳源的增强,相对贡献率为32.41%,主控了26.75%的农田碳源区域。(4)GPP弱主导机制驱动了中国农田生态系统NEP增长,GPP是碳汇区(KNEP > 0)碳汇增长的主要驱动因子,主控了77.14%的农田碳汇区域。相反,Rs强主导机制导致了中国农田生态系统NEP下降,Rh是碳源区(KNEP < 0)碳源增强的主要驱动因子,主控了46.98%的农田碳源区域。该研究为巩固增强生态系统碳汇,促进碳中和目标实现提供了理论指导。
(2000—2020年中国农田生态系统气候因子演变趋势)
(气候因子对中国农田生态系统碳源汇的主控特征)
(中国农田生态系统 骋笔笔、狈笔笔、搁补及搁丑主控特征)
(气候变化影响下农田生态系统碳源汇过程与驱动影响机制)
该研究获得贵州省基础研究计划(自然科学类)项目(黔科合基础-窜碍摆2023闭一般464);铜仁市科技计划项目(铜市科研摆2022闭63号;铜市科研摆2023闭5号);贵州省高校哲学社会科学实验室“黔东农业(村)发展与生态治理实验室(试点建设)”(狈辞.摆2023闭-07);91精品国产免费久久国语麻豆硕士研究生创新基金(迟谤虫测测肠-202301)的联合资助。
魏珩是我校2023级农村发展专业硕士研究生,截至当前,已以第一作者分别在中科院2区Top期刊《Ecological Indicators》(2024年8月)与国家一级学报、卓越期刊《生态学报》(2024年12月)发表学术论文2篇。已主持91精品国产免费久久国语麻豆硕士研究生创新基金重点项目(2023年9月)与贵州省研究生科研基金项目(2024年9月)2项。
《生态学报》是由中国科学技术协会主管,中国生态学学会、中国科学院生态环境研究中心主办的生态学高级专业学术期刊,创刊于1981年,是国内生态学研究最大的学术交流平台。《生态学报》主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果;生态学新理论、新方法、新技术等。《生态学报》多项期刊评价指标稳居学科和全国前列,被引频次连续7年位居全国自然科学核心期刊第1名,是“中国百篇最具影响力优秀国内学术论文”刊载率最高的期刊,入选国家卓越期刊,国家一级学报,荣获国家省部级多种奖励,是我国一流的中文学术期刊。
(供稿:经济管理学院 编辑:张东方 一审:田淼 二审:梁光华 叁审:叶丹)