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气候变化会导致全球泥炭地扩张和收缩吗?华东师大科学家提出新证据

2022年09月26日 学术卓越

  全球气候变暖是人类面临的严峻环境挑战。泥炭地(peatland)是全球最大的天然陆地碳库。尽管全球泥炭地的面积大约只占陆地表面的3%,但其储存的碳却约占全球土壤碳的1/3,是减缓全球气候变暖最有效的陆地生态系统。联合国环境规划署在2017年提出了全球泥炭地保护倡议,泥炭地主要分布在全球气温上升最快的北半球高纬度地区,气候变暖导致的泥炭地植被变化将直接影响泥炭地的碳汇功能。

由3种泥炭藓构成地我国东北泥炭地泥炭藓群落

泥炭藓独特的透明细胞(储水细胞)

  泥炭藓(Sphagnum, peat moss)是典型泥炭地的优势物种,具有独特的固碳、储碳、储水和酸化能力,被誉为泥炭地“有效的生态系统工程师”,贡献了高达50%的有机碳,主导着泥炭地生态系统的健康和发展。一旦泥炭藓在泥炭地中失去优势或消失,就会导致蓄水能力的大幅下降、优势生物种类和组成的变化、好氧微生物种群急剧扩张以及湿地植物凋落物加速分解,这都会加速二氧化碳和甲烷的释放,并很可能经常性地引发火灾。这使得泥炭地由原来的“碳汇”向“碳源”转变,从而引发一系列环境问题。探究气候变化下泥炭藓全球分布变化的趋势和程度可以为不同国家泥炭地的保护和管理策略的制定提供重要的科学依据,对助力我国碳中和目标的实现意义重大。

  华东师大苔藓植物研究团队基于长期泥炭藓物种多样性的调查,首次模拟了不同气候情境下6种泥炭地优势泥炭藓物种的全球分布,发现随着全球变暖泥炭藓潜在分布区呈向北移动的趋势,且移动距离随着温室气体排放的加剧而增加。北方高纬度泥炭地的泥炭藓适宜分布区和物种丰富度将在未来30-50年增加,北方高纬度泥炭地以南的泥炭藓适宜分布区和物种丰富度则会大规模减少。全球变暖可能会加剧北半球高纬度泥炭地富营养沼泽物种的局部灭绝,同时也会导致北半球中低纬度和南半球泥炭藓泥炭地本身的消亡。值得注意的是,随着气候变暖,和全球其他区域相比,包括我国东北泥炭地在内的北方泥炭地南缘将经历最大程度的泥炭藓适宜分布区的缩减及物种丰富度的下降,是全球泥炭地碳汇向碳源转变的风险区域,将成为未来研究气候变暖对全球泥炭地碳通量影响的重点区域。

Global Change Biology 刊发生命科学学院朱瑞良教授团队科研成果

论文第一作者、博士研究生马晓英(左)和博士研究生黄文专在大兴安岭泥炭地参与野外工作

  该成果以Will climate change cause the global peatlandto expand or contract? Evidence from the habitat shift pattern ofSphagnummosses”为题于7月28日在线发表在 Global Change Biology 。论文的第一作者为博士研究生马晓英,通讯作者为生命科学学院朱瑞良教授,硕士生徐浩和曹子寅以及舒蕾讲师参与了本项研究。

和现代相比,2070年不同气候情境下泥炭藓物种适宜分布区的质心变化

和现代相比,未来气候情景下泥炭藓物种丰富度变化

(a) SSP1-2.6 2050; (b) SSP1-2.6 2070; (c) SSP5-8.5 2050; (d) SSP5-8.5 2070

  Global Change Biology 是生态学、环境科学和全球变化研究领域的旗舰期刊,该研究得到了555000jc线路检测中心“幸福之花”先导研究基金的资助。

附:

  论文链接:Will climate change cause the global peatlandto expand or contract? Evidence from the habitat shift pattern ofSphagnummosses



来源丨科技处 生命科学学院 编辑丨余苏宁 编审丨郭文君