降雨格局分异对海南岛热带森林固碳能力的影响及其机理

Climate change has altered not only the overall magnitude of rainfall but also its seasonal distribution and interannual variability worldwide. Such changes in the rainfall regimes will be most keenly felt in seasonal biome regions, where water availability and timing are key factors controlling biogeochemical cycles, primary productivity, and the phenology of growth and reproduction. Therefore life in seasonal biomes is uniquely challenged by the requirement to cope with the uncertain arrival and duration of adverse conditions. The seasonal tropical forest in Hainan is undergoing critical transitions in the duration and timing of wet to dry seasons. The focus of this proposal is to explore how tropical forest in Hainan Island is responding to altered climate or other drivers, to determine what changes in carbon balance are occurring, and to unravel the drivers behind these changes. We focus on utilising replicated and intensive ecological measurements oriented along principal environmental (precipitation and elevation) gradients across Hainan Island to quantify the long-term carbon sequestration role of tropical forests over decades and to explore recent seasonal carbon cycle dynamics. We will also examine the individual sensitivities of various forest carbon cycle components to seasonal precipitation divergence by utilizing spatial precipitation gradients in Hainan and by comparison with remaining tropical forests in the world. As an important component for investigation on resilience and adaptation of Asian tropical forests to climate change, the results can be used to reduce uncertainty on global carbon budget, to provide key parameters for evaluation on resilience and adaptation of cabon cycle to golbal climate change, and to support for policies making for humankind in mitigation of negative influences accompanied by cliamte change.

由于人类活动的加剧，地球正以史无前例的速度经受着气候系统的巨大变化，这种变化的后果之一便是导致热带地区降雨格局发生改变，因此热带森林生态系统固碳等功能对降雨格局改变的响应与适应研究便成了一个迫切需要了解的前沿问题。本项目选择旱雨季分明的海南岛地区，采用自然设计的理念在全岛尺度上布设降雨梯度系列样地观测和采样系统，通过地面调查和实验分析，并结合数据融合和综合分析技术，揭示近半世纪来气候变化背景下海南岛热带森林碳循环及其分量动态变化特征，揭示是否由于气候变化导致降雨格局的改变驱动了碳循环及其分量的动态变化，并探求其细致的驱动机理；分析和评价我国海南岛热带森林对气候变化的敏感性，并进行全球意义的比较分析。项目的研究结果是对亚洲热带雨林对气候变化的响应与适应研究的重要补充，将为全球热带森林碳收支估算、碳循环对气候变化的响应与适应机理研究提供关键参数，同时也为人类应对气候变化决策依据提供点上支撑。

由于人类活动的加剧，地球正以史无前例的速度经受着气候系统的巨大变化，这种变化的后果之一便是导致热带地区降雨格局发生改变，因此热带森林生态系统固碳等功能对降雨格局改变的响应与适应研究便成了一个迫切需要了解的前沿问题。本项目选择旱雨季分明的海南岛地区，通过在全岛尺度上布设系列监测样地和监测设施，通过地面调查和实验分析，并结合数据融合和综合分析技术，揭示了近半世纪来气候变化背景下海南岛热带森林碳循环及其分量动态变化特征，探讨了是否由于气候变化导致降雨格局的改变驱动了碳循环及其分量的动态变化，并揭示其细致的驱动机理；分析和评价了我国海南岛热带森林对气候变化的敏感性，并进行了全球意义的比较分析。项目研究结果显示我国海南岛热带森林整体上仍然表现出较强的碳汇能力，年均碳汇速率为0.68 ± 0.23 Mg·C·hm-2，但其碳汇能力呈现出较强的年际和季节性波动，台风和干旱导致死亡生物量的显著增加是驱动海南岛热带森林碳源汇动态变化的主要驱动因素。不管是亚马孙热带雨林，或是东南亚热带雨林，还是海南岛热带森林，干旱都是驱动热带森林碳源汇动态变化的重要驱动因素。随着干旱的加剧，树木死亡率增加，死亡生物量也呈增加趋势。但海南岛热带森林受干旱的影响明显区别于其他地区的热带森林，干旱对海南岛热带森林的影响同时还受台风干扰的显著影响。因此，本研究是对亚洲热带雨林对气候变化的响应与适应研究的重要补充，研究结果可为全球热带森林碳收支估算、碳循环对气候变化的响应与适应机理研究提供关键参数，同时也为人类应对气候变化决策依据提供点上支撑。