青藏高原高寒草地碳吸收周期与净生态系统交换的调控机制：水分有效性的关键作用

本研究针对青藏高原高寒草地碳汇功能季节性变异的驱动机制，通过分解净生态系统交换（NEE）为碳吸收期（CUP）和最大净碳吸收率（MCU），揭示水分有效性通过调控CUP长度（贡献NEE变异的38%）和MCU（18%）主导碳汇动态。发现自然草地CUP起始期受春季降水驱动，而人工草地受人为管理影响，为高寒生态系统碳循环模型优化提供关键参数。

　　

论文解读
青藏高原被誉为地球"第三极"，其高寒草地作为重要碳汇，每年吸收大量大气CO₂
。然而，这片脆弱生态系统对气候变化的响应机制仍是未解之谜。尤其令人困惑的是，相同气候条件下不同草地类型的碳汇能力差异显著——湿地像高效的"碳捕手"，而草原则如同迟钝的"碳海绵"。更棘手的是，人工干预的驯化草地与自然草地表现出截然不同的碳循环规律。这种复杂性使得预测未来气候变化下高原碳汇功能变得困难。

为破解这一难题，中国研究人员联合24个通量塔站点，对84个站点年的数据进行深度分析。研究团队创新性地将年度净生态系统交换（NEE，即生态系统净碳吸收量）分解为两个维度：碳吸收期（CUP，反映物候特征）和最大净碳吸收率（MCU，反映生理极限）。通过比较五种草地类型（草甸、草原、灌丛、湿地及驯化草地）的碳通量特征，结合气候因子关联分析，揭示了水分调控碳汇功能的关键路径。

关键技术包括：1）基于通量塔的涡度协方差法连续监测CO₂
通量；2）采用动态阈值法确定CUP起止日期（BDOY/EDOY）；3）整合中国通量观测联盟（ChinaFLUX）多站点数据；4）运用多元回归解析气候因子贡献率。

研究结果
C flux特征
数据显示，高寒草原拥有最长CUP（147天）但最低MCU（-0.72 g C m^-2
d^-1
），湿地则相反（CUP 121天，MCU达-1.55 g C m^-2
d^-1
）。驯化草地因人为管理导致CUP比自然草地短28天，但MCU高出35%。

自然与驯化草地差异
春季降水每增加1mm，自然草地BDOY提前0.3天；夏季有效水对自然草地MCU呈负效应，却使驯化草地MCU提升12%。冬季生态系统呼吸（RE）占全年15%，与降雪量和净辐射显著相关。

结论与意义
研究首次量化了CUP（38%）和MCU（18%）对NEE变异的相对贡献，揭示水分有效性通过双重途径调控碳汇：在自然草地中，春季降水"拨快"物候时钟，延长CUP；夏季水分则像"生理刹车"，抑制MCU。相反，驯化草地的碳汇节律完全由人类"指挥棒"（播种/收割）控制。这一发现为改进区域碳循环模型提供了关键参数，特别是指出未来气候情景下，降水格局改变可能通过物候-生理的"此消彼长"效应重塑高原碳汇格局。论文发表于《Agricultural and Forest Meteorology》，为全球高海拔生态系统应对气候变化提供了机制性见解。