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为探究东亚夏季风(EASM)北缘泥炭地碳通量及固存的影响因素,研究人员对岗 wayao 泥炭地展开研究。结果表明,其碳通量参数受养分输入控制,碳固存模式分高、低效率两种。该研究为预测泥炭地碳固存潜力提供了依据。
在地球的生态系统中,泥炭地宛如一个神秘的 “碳库”,默默影响着全球气候。它一方面大量储存碳,为缓解气候变化贡献力量;另一方面,又会释放二氧化碳(
CO2)和甲烷(
CH4),成为全球变暖的 “助力者” 。尤其是东亚夏季风(EASM)北缘的泥炭地,储存着大量的碳,在全球碳循环中占据重要地位。然而,就像被迷雾笼罩一般,影响这些泥炭地碳通量和碳固存的主要因素一直不为人知。这一知识空白严重限制了人们对泥炭地未来碳动态变化的预测和理解,也让科学家们在应对气候变化的道路上遇到了阻碍。
为了拨开这层迷雾,中国的研究人员针对 EASM 北缘的岗 wayao 泥炭地展开了深入研究。他们期望通过这项研究,揭示该泥炭地自晚全新世以来的净碳固存和碳通量过程,并探寻其背后的驱动机制。这一研究成果对于了解 EASM 北缘泥炭地碳动态对环境变化的响应特征至关重要,也为预测泥炭地碳固存潜力提供了关键依据。该研究成果发表在《CATENA》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在获取研究样本方面,他们采集了两个泥炭岩芯 GWYX - 2 和 GWYD - 2,通过加速器质谱碳 - 14(AMS14C)测年技术确定了岩芯年代。同时,他们还对泥炭地的各项碳通量参数进行了重建和计算,以分析碳通量和碳固存特征。
泥炭地描述和气候背景
岗 wayao 泥炭地(北纬 42°25′12.13″,东经 126°44′19.66″,海拔 570.1 米)位于 EASM 北缘。它有着漫长的泥炭积累历史,并且深受 EASM 影响,具备研究区域泥炭地的代表性,因此被选为研究泥炭地净碳固存和碳通量特征的理想场所。
岩芯年代学
由于泥炭剖面采样长度的限制,GWYX - 2 和 GWYD - 2 岩芯的基底年龄分别为 5241 cal. yr BP 和 5976 cal. yr BP 。火山灰颗粒浓度较低且分散在泥炭沉积物中,没有导致两个泥炭岩芯出现沉积间断。AMS14C 测年结果显示,两个岩芯的大部分层位是连续的。在 GWYX - 2 岩芯的 2160 - 1466 cal. yr BP 期间,以及其他相关层位有一些火山灰颗粒沉积。
岗 wayao 泥炭地碳通量变化的驱动机制
研究人员重建并计算了 GWYX - 2 和 GWYD - 2 岩芯的所有碳通量参数范围和平均值,将研究时段划分为三个阶段。在 4718 - 1490 cal. yr BP 期间,岗 wayao 泥炭地的净碳池(NCP)、净碳吸收(NCU)和净碳释放(NCR)呈现逐渐下降的趋势,这与当时逐渐降低的温度和降水量趋势相呼应。
研究结果表明,岗 wayao 泥炭地在过去 4700 年里从富营养沼泽演变为贫营养沼泽。泥炭地的碳通量参数,如代表碳固存潜力的 NCP、代表碳输入的 NCU、表示碳损失的 NCR 以及净碳积累率(NCAR),主要受养分输入的控制。相关性分析显示,NCU 对 NCAR 有显著影响,进而影响 NCP。NCU 和 NCAR 受人类活动和火山灰沉积释放的氮、磷输入的控制。该研究区域的碳固存模式可分为两种类型:一种是高碳固存效率模式,当人类活动和频繁的火山喷发提供氮、磷等养分时,促进了泥炭植被的高生产力,从而提升了泥炭地的碳固存效率;另一种是低碳固存效率模式,当人类活动提供的养分较少时,泥炭植被生产力较低,泥炭地的碳固存效率也随之降低。
这项研究揭示了人类活动、火山活动与泥炭地碳固存之间的联系。它让人们更加深入地了解了泥炭地碳动态变化的机制,为预测 EASM 北缘泥炭地未来的碳固存潜力奠定了坚实基础。这不仅有助于科学家更好地理解全球碳循环,也为应对气候变化提供了重要的科学依据。通过明确影响泥炭地碳固存的关键因素,未来人们可以采取更有针对性的措施来保护和管理泥炭地,充分发挥其在缓解气候变化方面的重要作用。