大气干燥程度的加剧加剧了红树林中碳循环与水分循环的脱钩现象

《New Phytologist》：Increasing atmospheric dryness exacerbates mangrove carbon–water decoupling

本研究基于七年涡度协方差观测，揭示了中国亚热带红树林碳-水关系时空动态：水分利用效率（WUE）呈U型季节模式及冬U夏L型日变化，GPP与蒸腾作用异步导致昼夜滞后效应，该效应与VPD显著相关，引入VPD调整公式（T∝GPP·VPD?·??）可显著降低滞后。表明干旱化加剧碳-水解耦，该公式为预测未来气候变暖干燥下的红树林通量变化提供基础。

　　

摘要

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• 尽管面临生理干旱压力，红树林仍能通过保守的用水策略保持高生产力。然而，这种独特的碳-水关系在不同时间尺度上的动态变化尚未得到充分研究。
• 本研究利用七年的涡度协方差观测数据，分析了中国亚热带红树林生态系统的总初级生产力(GPP)、蒸腾作用(T)和水分利用效率(WUE)及其环境影响因素。
• 研究发现：(1)红树林的WUE全年呈现稳定的U型季节性变化趋势（夏季较低）；(2)其日变化模式在冬季为U型（正午时分较低），夏季则转变为L型（午后较低且稳定）；(3)GPP与T的日变化存在异步性，且早晨的WUE较高，导致两者出现昼夜滞后现象，这种滞后程度随饱和水汽压差(VPD)的变化而呈现季节性和年度性变化；(4)通过应用VPD修正的滞后公式(T∝GPP·VPD^0.78)可以显著降低GPP与T之间的昼夜滞后效应。
• 研究表明，大气干旱化加剧了红树林碳-水通量的解耦现象，且这种昼夜滞后效应对VPD的变化非常敏感。本研究提出的红树林碳-水关系昼夜滞后公式有助于预测未来暖干化气候条件下的碳-水通量变化。

概括

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• 红树林在生理干旱胁迫下仍能保持高生产力，这主要归功于其保守的用水策略。然而，其碳-水关系的动态变化机制仍需进一步研究。
• 本研究基于多年涡度协方差数据，研究了中国亚热带红树林生态系统的总初级生产力(GPP)、蒸腾作用(T)和水分利用效率(WUE)及其环境影响因素。
• 研究发现：(1)红树林的WUE具有稳定的U型季节性变化趋势；(2)其日变化模式在冬季为U型（中午较低），夏季变为L型（午后较低且稳定）；(3)GPP与T的日变化存在异步性，早晨的WUE较高，导致两者出现昼夜滞后现象；(4)引入VPD修正的滞后公式后，GPP与T之间的昼夜滞后效应显著降低。
• 研究表明，大气干旱化加剧了红树林碳-水通量的解耦现象，且昼夜滞后效应对VPD的变化非常敏感。本研究提出的公式为预测未来气候变暖和干燥化条件下的红树林碳-水通量变化提供了理论依据。