草原作为巨大的碳库，贡献了全球碳储量的三分之一，其中近90%的碳储存在土壤中。作为典型的干旱-半干旱生态系统，草原碳交换表现出剧烈的年际波动，成为主导全球陆地碳汇年际变异的主要区域。剧烈的年际波动和土壤碳通量的不确定性，导致草原碳汇功能评估一直存在巨大争议。内蒙古草原是我国温带草原分布面积最大的区域，不仅是我国传统的畜牧业基地，同时也是我国北方地区重要的绿色生态屏障。因此，在“双碳”背景下，准确量化内蒙古草原碳平衡过程，评估该区域草原碳汇功能成为亟待解决的关键科学问题。
近40年内蒙古草原碳通量与碳汇功能空间格局。总初级生产力GPP（GPP，a）、生态系统呼吸（ER，b）和净生态系统生产力（NEP，c）
中国科学院植物研究所韩兴国研究组利用长期通量观测数据，使用随机森林尺度上推方法，对近40年内蒙古草原区域水平碳交换与碳汇功能进行了估算。研究表明，近40年来（1982-2018）内蒙古草原平均表现为弱碳汇，其强度为2.43 ± 6.71 Tg C yr−1。生长季降水和叶面积指数是区域碳通量年际变异的主要驱动因子。长期干旱（1999-2011）对草原生态系统总初级生产力（GPP）的抑制作用显著高于生态系统呼吸，导致期间内蒙古草原由碳汇转变为碳源。同时，将本研究结果与目前通用的全球通量数据产品（包括FLUXCOM通量数据集、CMIP6多模型拟合结果和基于JenaCO2的大气反演数据）进行了比对，结果发现虽然部分数据产品能够较好地反映内蒙古草地碳通量空间分布格局，但对本区域碳通量年际变异的拟合效果均较差。因此，进一步加强草原碳通量的长期观测，对准确评估区域及全球草原碳汇功能，特别是时空动态变化是非常重要的。
该项研究成果于近日发表在国际学术期刊Agricultural and Forest Meteorology。植物所已毕业博士研究生游翠海为论文第一作者，陈世苹研究员为通讯作者。植物所韩兴国研究员，博士研究生王彦兵、谭星儒，硕士研究生陈波宇、许梦真，华东师范大学夏建阳教授、崔二乾副教授、博士研究生边晨昱和北京师范大学珠海校区张兵伟副研究员参与了本项工作。研究得到国家自然科学基金区域联合基金、面上基金和中国科学院先导专项等项目资助。
https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2023.109719
