佳作分享| GBC：植被“绿化”对气候变化的正向作用大于叶片生长周期的延长

植被“绿化”对气候变化的正向作用

大于叶片生长周期的延长

简讯：

本文分析了全球地面碳通量塔测量的植被光合作用生产力数据和卫星影像提取的植被生长动态信息，发现植被叶片生长周期对植被光合作用生产力的影响比光合作用活动周期小~30%。更重要的是，本文发现植被叶片数量和密度的增长（“绿化”）趋势比叶片生长周期的延长更能促进光合作用生产力的增加，从而吸收更多大气中的二氧化碳。

作者邮箱：xgao26@ncsu.edu

植被是地球上最大的碳存储源之一，植被光合作用吸收大气中二氧化碳能力的影响对减缓全球变暖至关重要。以往的研究告诉我们，随着气温的升高，大部分地区的植被会倾向于更早的舒展叶片和更晚的凋零，延长它们的整个生长周期（Growing Season Length, GSL）。但是这种季节性的改变对于气候变化的反馈以及对于大气中二氧化碳循环的影响还并不清晰。更长的春季有利于植被吸收更多的二氧化碳，但更长的秋季可能会适得其反。当叶子开始凋零，光合作用减弱，由于呼吸作用释放的二氧化碳可能超过吸收的总量，加剧气候变化。除此之外，生长环境的变化也会影响植被能够生长的叶片的数量和密度——“绿化（greening）”或者“黄化（browning）”——从而影响光合作用吸收二氧化碳的总量。这种植被的季节性变化和“绿化”大多时候是同时发生的，它们如何与未来的气候变化相互作用是当前亟需研究的课题。

在地面上，碳通量塔（Eddy-covariance flux tower）可以直接测量大气与地表的碳通量。这种碳通量通常用生态系统总初级生产力（Gross Primary Productivity，GPP）衡量，单位时间内GPP越大，说明地表从大气中吸收的碳越多。过去的研究探索了GPP和GSL的变化关系，但由于碳通量塔的数量有限且分布稀疏、数据的可用性参差不齐等限制，空间大尺度上GPP对GSL改变和“绿化”的敏感性，以及这种敏感性是否会根据植被类型改变，还未被广泛研究。

卫星影像提供了唯一的具有空间连续性的地表植被信息，并且已经具备了长时间的数据积累。在本研究中，我们使用卫星影像提取的植被GSL和“绿化”信息，配合分布在全球的166个碳通量站点数据，研究了从2000年到2014年期间，年累计GPP总量对GSL改变和“绿化”趋势的敏感性。我们首先比较了卫星影像提取的植被叶片生长的季节性信息和地面碳通量塔获取的光合作用活动周期，评估了卫星影像监测植被光合作用动态信息的能力。然后，我们使用贝叶斯方法改进了前人研究建立的模型，克服了碳通量塔数据可用性参差不齐的限制，分析了不同植被类型的年累计GPP敏感性，以及比较了GSL和“绿化”对年累计GPP的相对作用强度。

我们发现，总的来说，植被“绿化”带来的总叶片数量和密度的增长对年累计GPP的正向作用大于生长周期的延长作用。尤其是在高纬度地区，温度的升高改变了原来寒冷的环境，刺激了叶子的生长。虽然大部分地区也会伴随春季提前和秋季推后等季节性改变，影响植被光合作用总量，但是目前的数据显示，植被“绿化”的趋势更有利于吸收更多的二氧化碳。植被叶片生长周期对植被光合作用生产力的影响比光合作用活动周期小~30%，并且与植被类型有关。本研究同时也表明，卫星影像在监测全球地表植被生长、光合作用强度、以及反映气候变化方面能发挥很大的作用。

文章链接：

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2022GB007462

引用格式：

Gao, X., McGregor, I.R., Gray, J.M., Friedl, M.A., Moon, M., 2023. Observations of Satellite Land Surface Phenology Indicate That Maximum Leaf Greenness Is More Associated With Global Vegetation Productivity Than Growing Season Length. Global Biogeochemical Cycles 37. https://doi.org/10.1029/2022GB007462.

转自：“科研圈内人”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！