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不同排放情景下中国西南地区碳汇时空格局及气候影响

鲁庆奥 顾峰雪 於琍 牛保亮 张远东 刘世荣

鲁庆奥, 顾峰雪, 於琍, 牛保亮, 张远东, 刘世荣. 不同排放情景下中国西南地区碳汇时空格局及气候影响[J]. 陆地生态系统与保护学报, 2022, 2(3): 1-8. doi: 10.12356/j.2096-8884.2022-0021
引用本文: 鲁庆奥, 顾峰雪, 於琍, 牛保亮, 张远东, 刘世荣. 不同排放情景下中国西南地区碳汇时空格局及气候影响[J]. 陆地生态系统与保护学报, 2022, 2(3): 1-8. doi: 10.12356/j.2096-8884.2022-0021
Qingao Lu, Fengxue Gu, Li Yu, Baoliang Niu, Yuandong Zhang, Shirong Liu. Spatial and Temporal Pattern of Carbon Sequestration and Climate Impact in Southwestern China under Different Emission Scenarios[J]. Terrestrial Ecosystem and Conservation, 2022, 2(3): 1-8. doi: 10.12356/j.2096-8884.2022-0021
Citation: Qingao Lu, Fengxue Gu, Li Yu, Baoliang Niu, Yuandong Zhang, Shirong Liu. Spatial and Temporal Pattern of Carbon Sequestration and Climate Impact in Southwestern China under Different Emission Scenarios[J]. Terrestrial Ecosystem and Conservation, 2022, 2(3): 1-8. doi: 10.12356/j.2096-8884.2022-0021

不同排放情景下中国西南地区碳汇时空格局及气候影响

doi: 10.12356/j.2096-8884.2022-0021
基金项目: 国家重点研发计划课题(2021YFD2200401);国家自然科学基金项目(31971460)
详细信息
    作者简介:

    鲁庆奥:E-mail: Antlers@caf.ac.cn

    通讯作者:

    E-mail: zyd@caf.ac.cn

  • 中图分类号: P467

Spatial and Temporal Pattern of Carbon Sequestration and Climate Impact in Southwestern China under Different Emission Scenarios

  • 摘要:   目的  分析2种不同温室气体排放情景下西南地区碳汇时空格局及气候影响,为该区评价未来碳中和能力提供参考。  方法  基于气候模式BCC-CSM1.1输出的RCP4.5和RCP8.5情景下的模拟气候数据,使用生态系统模型CEVSA2估算未来西南地区净生态系统生产力(NEP)动态,分析温度和降水对NEP变化的影响。  结果  2020—2099年RCP4.5和RCP8.5排放情景下西南地区NEP平均值分别为21.49和37.98 g C·m−2·a−1。RCP4.5情景下NEP极显著下降,趋势倾向率为−0.24 Tg C·a−1P < 0.01);RCP8.5情景下NEP极显著上升,趋势倾向率为0.41 Tg C·a−1P < 0.01)。在2种情景下单位面积年均NEP为森林>灌丛>农田>草地。RCP4.5情景下NEP总量为森林>农田>草地>灌丛;RCP8.5情景下NEP总量为森林>农田>灌丛>草地。RCP4.5情景下,4种主要植被类型NEP和年均温极显著负相关(P < 0.01),NEP与温度显著负相关的面积占63.5%,与降水显著正相关的面积占21.4%(P < 0.05)。RCP8.5情景下,只有森林NEP与年均温极显著正相关(P < 0.01),NEP与温度显著正相关的面积占34.9%,与降水显著正相关的面积占21.5%(P < 0.05)。  结论  西南地区未来碳汇动态与排放情景密切相关,RCP4.5情景下,净初级生产力(NPP)温度敏感性低于土壤异氧呼吸(Rh)敏感性,导致西南地区NEP下降;RCP8.5情景下,NPP温度敏感性高于Rh敏感性,导致西南地区NEP上升。与目前相比,RCP8.5情景下西南地区未来碳汇在全国所占比重有较大增长。
  • 图  1  西南地区高程和植被分布

    Figure  1.  Elevation and vegetation distribution in southwestern China

    图  2  两种情景下西南地区2020—2099年平均NEP空间分布

    Figure  2.  Spatial distribution of mean annual NEP from 2020 to 2099 in southwestern China under two scenarios

    图  3  西南地区2020—2099年NEP总量年际变化

    Figure  3.  Interannual variation of total NEP in southwestern China during 2020-2099

    图  4  两种情景下NEP变化趋势的空间分布及显著性检验

    Figure  4.  Spatial distribution and significance test of NEP changing trend under two scenarios

    图  5  两种情景下年均温和年降水量距平变化

    Figure  5.  Variation of mean annual temperature and precipitation anomaly under two scenarios

    图  6  两种情景下NEP与气象因子相关性的空间分布及其显著性检验

    Figure  6.  Spatial distribution and significance test of correlation coefficient between NEP and meteorological factors under two scenarios

    图  7  两种情景下西南地区NPP和Rh随温度和时间的变化

    Figure  7.  NPP and Rh changed with temperature and time under two scenarios

    表  1  未来各时间段西南地区年均NEP

    Table  1.   Mean annual NEP in southwestern China during different periods in the future

    年均NEP
    Mean annual NEP
    森林 Forest灌丛 Shrubland草地 Grassland农田 Farmland总和 Total
    单位面积
    Unit area/
    (g C·m−2)
    总量
    Total/
    (Tg C)
    单位面积
    Unit area/
    (g C·m−2)
    总量
    Total/
    (Tg C)
    单位面积
    Unit area/
    (g C·m−2)
    总量
    Total/
    (Tg C)
    单位面积
    Unit area/
    (g C·m−2)
    总量
    Total/
    (Tg C)
    单位面积
    Unit area/
    (g C·m−2)
    总量
    Total/
    (Tg C)
    2020—2099(RCP4.5)33.6918.9414.402.4411.372.8613.254.2021.5228.44
    2020—2099(RCP8.5)62.2835.0124.954.2416.234.1122.006.9738.0450.33
    2025—2035(RCP4.5)35.8820.1816.712.8416.294.0913.414.2923.7331.40
    2025—2035(RCP8.5)39.5822.2617.933.0515.543.918.372.6324.1231.85
    2055—2065(RCP4.5)37.2320.9213.582.319.002.2611.433.5922.0329.08
    2055—2065(RCP8.5)67.7238.0730.505.1820.255.1419.826.3041.3454.69
    面积百分比
    Percentage of area/%
    42.5312.9819.1923.7098.40
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    表  2  两种情景下主要植被类型NEP趋势倾向率与气象因子的相关性

    Table  2.   Correlation between NEP trend rate and meteorological factors of main vegetation types under two scenarios

    情景
    Scenarios
    NEP相关参数
    NEP related parameters
    森林
    Forest
    灌丛
    Shrubland
    草地
    Grassland
    农田
    Farmland
    RCP4.5NEP趋势倾向率
    NEP trend tendency rate/(Tg C·10a−1)
    −2.009***−1.490**−0.979*−1.892
    NEP与年均温相关系数
    Correlation coefficient between NEP and mean annual temperature
    −0.608**−0.675**−0.445**−0.326**
    NEP与年降水量相关系数
    Correlation coefficient between NEP and annual precipitation
    0.351**0.354**−0.330.755**
    RCP8.5NEP趋势倾向率
    NEP trend tendency rate/(Tg C·10a−1)
    6.579***0.9380.4090.393
    NEP与年均温相关系数
    Correlation coefficient between NEP and mean annual temperature
    0.703**−0.076−0.136−0.158**
    NEP与年降水量相关系数
    Correlation coefficient between NEP and annual precipitation
    −0.0240.274**0.1430.681**
      注: NEP趋势倾向率中*表示趋势显著性检验,其他*表示相关显著性检验,*,P<0.05;**,P<0.01;***,P<0.001。In parameter of NEP tendency rate, * indicates a trend significance test, and others * indicate a correlation significance test, *, P<0.05; **, P<0.01; ***, P<0.001.
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-04-22
  • 录用日期:  2022-06-27
  • 网络出版日期:  2022-09-22
  • 刊出日期:  2022-09-29

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    陆地生态系统与保护学报

    2024-06-25