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    实验室科研人员在《Science Advances》发表论文,揭示全球土壤呼吸时空变化格局

    作者:来源:黄妮、王力发布时间:2020-10-14

      近日,遥感科学国家重点实验室牛铮研究员团队与国内外相关领域专家合作,在2020年10月7日的国际学术期刊《科学进展》(Science Advances)上发表“全球土壤呼吸时空变化及其与气候和土地覆盖的关系”研究论文。

      该论文基于多源遥感数据和全球土壤呼吸地面观测数据集,构建数据驱动模型,生产了2000-2014年全球1公里分辨率陆地生态系统土壤呼吸产品(图1),并分析了全球陆地生态系统土壤呼吸时空变化与气候和土地覆盖变化之间的关系。

      图1 2000-2014年全球陆地生态系统年平均土壤呼吸空间分布格局及其纬向变化

      研究结果表明,2000-2014年,全球陆地生态系统年平均土壤呼吸估算总量为72.6 Pg C(1 Pg C=10亿吨碳)。在全球尺度上,土壤呼吸整体上呈显著增加趋势(图2),其中热带区域土壤呼吸增加幅度最大,而温带区域土壤呼吸呈小幅度减小趋势。

      图2 2000-2014年不同空间尺度上(全球、北方、温带和热带区域)土壤呼吸(Rs)变化趋势

      土壤呼吸变化受多种因素的影响,气候因素对土壤中植物根系呼吸和土壤微生物呼吸有直接或间接的影响,已成为人们研究的热点。土地覆被变化也会通过改变植被结构、植物物种组成和土壤性状而对土壤呼吸产生重大影响。目前,很少有研究综合考虑气候和土地覆盖变化对全球土壤呼吸时空变化的影响。针对这一问题,该团队综合分析了气候和土地覆盖变化因子的影响(图3),发现全球尺度上土壤呼吸变化主要受到温度的影响,但是在温带和北方区域,植被变化主导了该区域土壤呼吸的时空变化。这一系列发现有助于我们理解全球土壤呼吸的时空变化格局,并揭示了土地覆盖变化在影响全球和区域尺度土壤呼吸变化中的重要性。

      图3不同空间尺度上(全球、北方、温带和热带区域)土壤呼吸与相关因子的偏相关性,其中:驱动因子包括年平均空气温度(TEM)、年总降水量(PRE)、干旱指数(SPEI)、森林覆盖(TC)、低矮植被覆盖(SV)和裸地覆盖(BG)

      牛铮研究员团队多年来从事土壤呼吸遥感估算方面研究,作为最早开展遥感估算土壤呼吸的团队之一,先后在Agricultural and Forest Meteorology、Journal of Geophysical Research、Science of the Total Environment等期刊发表相关文章,此次《科学进展》刊发成果是团队在国家重点研发计划项目“全球生态系统碳循环关键参数立体观测与反演”的资助下,近3年来潜心研究取得的重要成果。该项研究工作也得到了国家自然科学基金项目和中科院“地球大数据科学工程”A类战略性先导科技专项的资助。参与此项研究的单位包括:中国科学院空天信息创新研究院、中国科学院地理科学与资源研究所、德克萨斯理工大学、不列颠哥伦比亚大学和波士顿大学。

      论文链接:https://advances.sciencemag.org/content/6/41/eabb8508 

           中科院英文网站报道,空天院中文网站报道,空天院英文网站报道

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