东方理工冯禹副教授Nature Climate Change|揭示热带地区地上植被碳储量动态与驱动因素

政务   2024-09-14 09:01   湖北  

转自:生态学家

近日,宁波东方理工大学(暂名)环境水科学与技术团队冯禹副教授联合国内外合作者在Nature Climate Change上发表了题为“Global patterns and drivers of tropical aboveground carbon changes”的研究论文。该研究首次详细描绘了2010至2020年间热带地区地上植被碳储量(AGC)的年度损失与恢复过程,强调了人类活动和水文气候因素在协调热带陆地碳动态中的主导作用,为理解全球陆地碳循环提供了新视角,并为应对气候变化和保护热带生态系统提供了重要数据支撑。
热带陆地生态系统在全球碳循环中扮演着至关重要的角色,其AGC变化对全球大气二氧化碳浓度有着显著影响。然而,由于缺乏精确的观测数据和准确的估计方法,热带AGC的动态和控制因素尚未完全明晰。已有研究大多集中于森林生态系统,而忽略了热带非森林生态系统对AGC变化的重要性,特别是野火对这些地区的AGC变化有显著影响。因此,深入理解热带地区AGC的年际动态变化及其驱动因素,对于全球碳循环研究和气候政策制定具有重要意义。
研究团队通过整合被动微波卫星的植被含水量产品(L-VOD)与光学卫星观测数据,生成了2010至2020年间热带地区AGC逐年损失和增加数据。AGC的净变化显示,2010至2020年间热带地区总体上表现为一个适度的碳汇(+0.21±0.06 PgC yr-1),其中非洲的非森林地区和巴西东南部是主要的贡献者。在这段时间内,热带地区的年均总AGC损失量为-1.79 PgC,其中野火排放占到损失总量的62%,是AGC损失的主要来源。通过扣除AGC损失后计算得出,2010至2020年期间的AGC增量为2.01±0.06 PgC yr-1而AGC增量的时空变化格局与AGC损失高度相似,表明这些区域经历了干扰后快速恢复的生态过程。通过使用可解释机器学习模型,研究进一步发现火灾辐射功率(fire radiative power)是控制AGC增量空间变异性的最重要因素,而土壤湿度变化是解释AGC增量趋势的主要因素。这些研究成果详细量化了整个热带地区AGC的时空变化,对理解陆地碳汇和碳源过程提供了非常重要的见解,并有助于更好地理解区域乃至全球的碳预算。
▲图1 | 2010-2020年热带地区地上生物碳储量空间变化。a:净变化,b:增加量,c:损失量。

该研究是团队在热带森林AGC损失地形特征研究 (Feng et al. Nat. Sustain. 2021*) 和热带森林碳储量损失加倍研究 (Feng et al. Nat. Sustain. 2022基础上,进一步结合微波和光学遥感观测对整个热带陆地生态系统AGC动态变化进行量化。目前相关数据已在国家青藏高原科学数据中心公开,用户可开放获取。受编辑部邀请,冯禹副教授和法国气候与环境科学实验室Philippe Ciais院士在Nature Climate Change发表了题为“Satellite observations reveal the complex annual dynamics of tropical aboveground carbon”的研究简报,对该成果进行了介绍。


*Feng, Y., et al. Upward expansion and acceleration of forest clearance in the mountains of Southeast Asia. Nat. Sustain. 4, 892–899 (2021). 
Feng, Y.,  et al. Doubling of annual forest carbon loss over the tropics during the early twenty-first century. Nat. Sustain. 5, 444–451 (2022). 

冯禹副教授为论文第一作者和通讯作者。国内外合作者包括:法国气候与环境科学实验室Philippe Ciais院士、徐伊迪博士和Arthur Nicolaus Fendrich士、法国国家农业科学院Jean-Pierre Wigneron教授和李小军博士、泰国梅州大学/美国夏威夷大学Alan D. Ziegler教授、英国BeZero Carbon碳评级公司Dave van Wees博士、英国利兹大学Dominick V. Spracklen教授、英国埃克塞特大学Stephen Sitch教授、丹麦哥本哈根大学Martin Brandt教授、清华大学李伟副教授、西南大学樊磊教授、宁波东方理工大学(暂名)武婕博士和南方科技大学曾振中教授。

论文信息

标题:Global patterns and drivers of tropical aboveground carbon changes

期刊:Nature Climate Change

类型:Article

作者冯禹*, Philippe Ciais...... , & 曾振中

时间:2024-09-12

DOI :https://doi.org/10.1038/s41558-024-02115-x

点击文末左下角 “阅读原文” 可直达原文

   作者简介

冯禹,宁波东方理工大学(暂名)副教授/博导,国家海外高层次青年人才项目入选者。主要从事植被变化及其生态水文效应等领域研究,累计发表SCI论文40余篇,其中第一/通讯作者(含共同)在Nature Climate ChangeNature SustainabilityOne Earth等期刊发表SCI论文24篇,被引3000余次,H指数31。部分研究结果被遴选为Nature Sustainability封面文章和亮点文章和联合国粮农组织报告支撑材料,并被国内外媒体广泛报道(中国科学报Mongabay英国卫报等)。入选2022年度“全球2%顶尖科学家排行榜”,本硕博学位论文分别获四川大学、中国农业科学院和香港大学优秀学位论文奖/李嘉诚奖。

目前团队常年招收访问学生/博士生(含直博)和博士后,开展陆地生态系统碳水循环过程观测与模拟研究,欢迎优秀学子加入团队!

团队主页:http://www.environment.eitech.edu.cn/


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