青藏高原亚高山森林碳储量动态响应气候变化：2100年前碳储量增长32%的潜力与空间异质性

针对气候变化下森林碳汇动态机制不清的问题，研究人员基于青藏高原1248个森林样地数据，结合CMIP6气候情景预测模型，揭示了亚高山森林碳储量至2100年或增长32%，但呈现西北向迁移(0.23 km/年)和上坡迁移(0.25 m/年)的空间分异规律。该研究首次量化了生长通量(Growth fluxes)与死亡通量(Mortality fluxes)的地理补偿效应，为高海拔脆弱生态系统碳管理提供科学依据。

　　

论文解读

在全球气候变化背景下，森林作为陆地生态系统最大的碳汇，其碳储量动态始终是生态学研究的热点。然而，亚高山森林对气候变化的响应机制仍存在三大谜团：碳饱和点的时空分布规律不清、生长与死亡通量的地理补偿效应不明、气候迁移压力下的碳汇再分配机制缺失。这些问题严重制约着脆弱生态系统的适应性管理。尤其对于"亚洲水塔"青藏高原而言，其亚高山森林占我国森林碳储量的15%以上，但过去研究多聚焦短期观测，缺乏跨世纪尺度的系统预测。

中国某研究机构团队在《Ecological Indicators》发表的研究，通过整合1248个永久样地(2002-2017年)的长期监测数据与CMIP6多情景模型，首次构建了包含森林年龄-气候速度交互效应的贝叶斯混合模型。研究采用四大关键技术：1) 基于65个气象站数据的双线性插值法生成4 km分辨率气候场；2) 应用xESMF地球系统模型接口降尺度处理5种GCMs的SSP2-4.5/SSP3-7.0/SSP5-8.5情景数据；3) 通过随机森林模型预测树木生长/死亡事件(AUC>0.69)；4) 采用Lefever标准偏差椭圆量化碳分布中心迁移轨迹。

研究结果

3.1 碳储量动态与生长限制
模型显示青藏高原东部森林碳储量将在2045-2050年达到峰值(SSP585情景133 Mg/ha)，较2017年增长32%。但生长通量随林龄增长显著下降，SSP585情景下2060年后生长通量减少30%，表明碳饱和主要受生长限制驱动。

3.2 空间不对称性响应
生长通量在南部/北部边缘及过渡带最高(年增量1.75 Mg/ha)，与降水迁移速度显著相关；而死亡通量集中于西北边缘(MAX温度迁移速度>0.64°C/年)，呈现明显的地理补偿不对称性。

3.3 水平迁移特征
碳分布中心以0.23 km/年速度向西北迁移，显著慢于欧洲森林(3.56 km/年)，这与高原峡谷地形阻碍气候西迁有关。SSP585情景下迁移距离达0.75 km/年(90分位数)。

3.4 垂直迁移规律
碳储量沿海拔梯度呈现"中间高两头低"格局(2600-3600 m最高)，上坡迁移速度随海拔降低而加快，低海拔区(<2000 m)死亡通量迁移速度达0.66 m/年，是高海拔区的4倍。

讨论与意义
该研究揭示了亚高山森林碳汇的"双阈值"规律：时间维度上，碳饱和点出现在21世纪中叶；空间维度上，西北边缘和低海拔区构成死亡率敏感带。创新性提出"气候迁移压力指数"，发现降水驱动的生长通量可补偿35%的温度相关死亡损失。实践层面建议：1) 在西北边缘区实施生态补偿工程；2) 对过熟林进行结构化采伐；3) 在低海拔区引种马毛松(Pinus massoniana)等气候适应种。

这项研究为《巴黎协定》框架下的山地碳汇精准评估提供了新范式，其构建的"年龄-气候速度"双因子模型可推广至全球高山生态系统。未来需进一步整合干扰因子(如林火、虫害)的耦合效应，以完善碳饱和预测的准确性。