干旱对鄱阳湖流域生态系统碳收支影响

Droughts severely jeopardize vegetation growth and ecosystem function. The impacts of droughts on carbon cycle of terrestrial ecosystems have becoming hot investigated issue in global change studies. Although there were frequently wide range severe drought occurring in the south of China over last few years, their effects on regional carbon budget are still unclear. This study choose Poyang Lake basin as a typical representative forest ecosystems and attempts to: (1) accurately simulate the regional ecosystem carbon budget; (2) analyze the spatial and temporal characteristics of carbon-related drought events; (3) identify the impacts of drought severity, occurrence and duration on the carbon balance and its components (photosynthesis and respiration); (4) explore the vulnerability of ecosystem carbon budget response to drought; (5) evaluate the restoration capacity of carbon flux by different ecosystem types after drought events. It will include a synergy of ground investigations, comprehensive analysis of observation data, and BEPS ecosystem process model simulations. The findings will be beneficial to the scientific forecast on the evolution tendency of terrestrial ecosystem carbon budget under drought events, and thus provide scientific guidance and insight for a better managements of carbon sink against climate extremes..

干旱严重威胁植被生长和生态系统功能，其对陆地生态系统碳循环的影响已成为当今全球变化研究的热点之一。近年来，我国南方地区多次发生大范围的严重干旱，但其对区域生态系统碳收支的影响尚不确定。本项目拟以具有典型代表性的鄱阳湖流域为研究区，通过野外观测、观测数据综合分析和机理性生态过程模型（BEPS）模拟，分析影响陆地生态系统碳收支的干旱发生时空特征，鉴别干旱强度、发生与持续时间对生态系统碳收支及其分量（光合和呼吸）的影响特征，阐明不同类型生态系统碳收支对干旱影响的脆弱性，评价干旱发生后不同类型生态系统碳通量的恢复能力。研究成果可为预测干旱对陆地生态系统碳收支的影响提供有益参考，对加强生态系统碳汇管理具有重要的科学意义。

干旱严重威胁植被生长和生态系统功能，其对陆地生态系统碳循环的影响已成为当今全球变化研究的热点之一。近年来，我国多次发生大范围的严重干旱，但其对区域生态系统碳收支的影响尚不确定。项目以具有典型代表性的鄱阳湖流域为研究区，通过野外观测、观测数据综合分析和机理性生态过程模型（BEPS）模拟，分析了影响陆地生态系统生产力和水分利用效率的干旱发生特征，鉴别干旱强度、发生与持续时间对生态系统生产力的影响特征，阐明不同类型生态系统碳收支对干旱影响的脆弱性，评价干旱发生后不同类型生态系统碳水通量的恢复能力。.结果表明：鄱阳湖流域受旱程度较之前的30年有所加剧，2003、2004、2007、2009和2011等年份的干旱较为严重，其中，2003、2007和2011年遭受中度干旱以上地区分别占流域总面积的56.5%、73.3%和87.2%。2000-2011年间流域森林的平均年GPP的年际波动明显，略有下降；平均年NPP和NEP呈下降趋势（p=0.02，p=0.06）。.鄱阳湖生态系统生产力变化受干旱严重程度、干旱发生和持续时间等共同影响，轻度干旱不会导致对生产力下降（2004年）、春季干旱（2011年）和夏季干旱（2003年）以及多季节干旱（2007年春季和秋季干旱）会导致生产力降低。干旱对鄱阳湖流域森林生产力影响的滞后时间较短，大部分地区的干旱会影响当月的NPP和NEP，仅在鄱阳湖流域东部和南部地区，干旱对森林NPP的滞后影响会达3个月。.中国陆地生态系统水分利用效率与干旱显著相关面积比例达到68%，其中，华中，西南、东北地区最为明显。干旱通常会促进东北和内蒙古中部地区年平均水分利用效率升高，但却导致中部地区年平均水分利用效率降低。我国南方地区干旱对生态系统水分利用效率影响存在“拐点”：中度干旱和极端干旱会降低水分利用效率，而严重干旱引起水分利用效率轻微增长。干旱对水分利用效率存在滞后效应，东南地区森林大部分在1-3个月，华北农田在6个月左右，而草地则多在9个月以上。.研究成果可为预测干旱对陆地碳收支的影响提供有益参考，对加强生态系统碳汇管理具有重要的科学意义。