第七届青年地学论坛

全球陆地生态系统的碳汇功能在过去近百年里在移除人为碳排放和缓解气候变暖等方面扮演着关键角色。但学界对于未来陆地生态系统碳源汇变化的空间格局和长期趋势的预测仍存在巨大的不确定性，主要源于对陆地生态系统如何响应和反馈气候变化的认识仍然非常有限，导致最先进的地球模式和陆地生态系统模式给出的模拟和预测结果存在高度差异。陆地生态系统在短、中、长期等不同时间尺度上受气候变率、人类活动以及自然强迫多种因素共同影响，其碳循环过程耦合其他生物地球化学过程（如水、氮、磷循环）并与气候变化发生相互反馈作用。本研究试图通过一系列的陆地生态系统模型和地球系统模型的敏感性模拟试验对不同时间尺度上陆地生态系统碳源汇的主导因素进行归因研究，以阐明影响未来陆地生态系统碳源汇变化的空间格局和长期趋势的主要因素及其驱动机制，并通过量化碳循环反馈作用强度以深入理解气候变化与碳循环互反馈机制。研究表明，千年尺度上，温室气体是最大的贡献者（51%），其次是火山喷发的作用，达到了25%以上。百年尺度上，地球系统内部气候变率对碳循环过程的影响主要是由碳周转时间来控制，碳周转时间同时调控着土壤呼吸和净植被生产力的长时间尺度波动。而陆地生态系统碳源汇的年际变化主要由净初级生产力的年际变化主导，在年代际尺度上则受土壤呼吸和净植被生产力共同控制，且土壤呼吸的贡献随时间尺度增加而增大。陆地生态系统碳源汇在不同时间尺度上受到海洋-大气涛动模态遥相关因素影响。在年际变化时间尺度上与 厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）的显著相关，尤其热带和南半球半干旱区的碳源汇变化显著受到 ENSO 的调制作用，且年际变率最大，对全球年际变率贡献达到60%；在多年代际尺度上（25-50年），受到太平洋多年代际涛动（PDO）的控制，对全球年代际波动变率贡献达到50%。ENSO、PDO等通过大气传导过程影响其控制的陆地生态系统的温度、降水等因子，从而间接调制着陆地生态系统碳源汇在不同时间尺度上的变率。
 

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