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北京大學城市規劃與設計學院朱再春課題組在Science上發表技術評論文章
日期:2021-09-27 11:04:29 城市規劃與設計學院 點擊:

自工業革命以來,大氣二氧化碳濃度不斷增加。持續上升的大氣二氧化碳濃度對植被光合作用具有促進作用(二氧化碳施肥效應),是近幾十年陸地生態系統碳吸收持續增加的重要驅動機制。釐清全球植被二氧化碳施肥效應的時空變化及驅動機制是理解和預測陸地生態系統碳吸收潛力的重要科學基礎,也一直是困擾學術界的難題。近期發表在Science上的一篇文章(DOI: 10.1126/science.abb7772)基於統計迴歸方法,認為二氧化碳對全球植被光合作用的施肥效應在1982-2015年間顯著下降,且現有的陸地生態系統模型明顯低估了二氧化碳施肥效應下降的幅度。在全球氣候變化的背景下,該研究結果暗示我們可能需要採取更有力的氣候應對措施以彌補陸地生態系統碳吸收能力的減弱。

然而,該研究展示的二氧化碳施肥效應降低的現象在全球絕大多數植被地區出現,甚至包括氮、磷沉降顯著增加的中國和印度。在具有高度異質性的全球陸地上,植被光合作用的環境調控機制差異巨大,該研究報道的全球範圍內相對一致的二氧化碳施肥效應下降現象顯得極不尋常。

針對這一問題,朱再春課題組對該論文中的主要數據和模型進行了深入探討。研究發現,該論文所採用的統計分析模型對植被光合作用代用數據高度敏感,利用該方法和多套遙感植被指數時間序列數據得到的二氧化碳施肥效應變化量差異明顯,甚至出現了全球植被二氧化碳施肥效應顯著增加的結果。此外,利用該統計迴歸方法提取的陸地生態系統模型的二氧化碳施肥效應變化量與模型自身模擬的二氧化碳施肥效應變化量沒有任何關係。這些結果表明,該論文所採用的統計分析模型不具備分離二氧化碳施肥效應的能力,基於該統計分析模型的相關結論並不可信,沒有可靠的證據表明二氧化碳施肥效應在過去三十年間顯著降低。本研究還強調,除了要充分考慮遙感時間序列數據的不確定性和統計分析模型的內在缺陷外,還有必要結合站點觀測資料和生態系統模型模擬等方法,更加審慎地探討二氧化碳施肥效應的時空變化問題。

本研究於2021年9月24日以“Comment on‘Recent global decline of CO2 fertilization effects on vegetation photosynthesis’”為題發表在Science雜誌上(DOI: 10.1126/science.abg5673)。城市規劃與設計學院朱再春助理教授為第一作者和通訊作者,曾輝教授、Ian MacLachlan教授、博士生趙茜、碩士生查珺珺和詹思敏為論文合作作者,美國波士頓大學的Ranga B. Myneni教授和加州大學伯克利分校勞倫斯伯克利國家實驗室的陳馳博士也參與了此項研究工作。

論文鏈接://www.science.org/doi/10.1126/science.abg5673

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