三江源冻土-植被相互作用及气候效应研究取得系列进展
发表日期:2022-05-05来源：
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在寒区多圈层相互作用中，冰冻圈和生物圈相互作用过程及对大气圈的反馈过程引起了广泛关注。三江源位于青藏高原腹地，是研究冰冻圈、生物圈及大气圈相互作用过程和机理的理想区域。冻土和高寒植被是三江源典型的下垫面，二者强烈相互作用并影响局地气候，该区域生态安全面临挑战。
近期，在国家自然科学基金区域创新发展联合基金重点支持项目“三江源冻土-植被相互作用及区域气候效应”（U20A2081）等支持下，中国科学院西北生态环境资源研究院（以下简称“西北研究院”）及合作单位研究人员针对三江源区冻土、植被以及气候特征开展了系列研究。研究揭示：土壤的水、热状态是连接冻土-植被相互作用的重要纽带，在陆-气相互作用中冻土和植被是有机整体，通过改变地表-大气之间的能量和水分交换，影响区域气候（图1）。对该区域多年冻土的模拟研究中，通过改进陆面过程模式初始土壤温度及湿度方案可以提高模式对三江源多年冻土水、热过程的模拟（图2）。1961-2020年三江源区气温明显向高温方向漂移（图3），最高和最低气温升温幅度不对称；降水量总体呈增多趋势，进入21世纪以来增多趋势十分明显。近60年来，三江源区季节性冻土冻结初始日显著推迟，融化终止日显著提前；年最大冻结深度呈显著减小趋势；气候暖湿化是该区域冻土冻融特征显著变化的主要原因。2000-2019年，三江源区若尔盖湿地植被生长季覆盖度平均为65%，年际变化小，植被覆盖度受气温、降水和土壤体积含水量影响（图4）。同期，三江源国家公园植被覆盖度平均为43%；干旱地区降水对植被覆盖具有主导作用，而降水充沛的区域，温度则为主要制约因子（图5）。
上述成果分别以 “三江源冻土-植被相互作用及气候效应研究现状及展望” “不同初始值对三江源西大滩站多年冻土水热过程模拟的影响”“三江源地区气候变化特征及其影响评估”“1961-2020年三江源地区季节性冻土冻融特征分析”“近20年若尔盖湿地植被覆盖变化与气候因子关系研究”“三江源国家公园植被覆盖时空变化及其气候驱动因素”“青藏高原典型高寒草甸和高寒沼泽湿地植被耗水规律研究”“基于机器学习的土壤温度预估研究综述”等为题发表于《高原气象》2022年第2期。相关研究由西北研究院、青海省气候中心、成都信息工程大学以及青海省气象科学研究所等单位共同完成。
图1 三江源冻土-植被相互作用及气候效应示意图
图2 观测与三组试验模拟的土壤温度时间-深度剖面（单位： ℃）
图3 三江源年平均气温变率及气温特征
图4 2000-2019年若尔盖湿地植被覆盖度与温度（a）、 总降水量（b）、 土壤体积含水量（c）的相关系数
图5 2000-2019年三江源国家公园植被覆盖度空间分布图
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