主要从事陆地生态系统对气候变化的响应及其反馈作用的研究,首次报道了秋季温度上升将加速北半球陆地碳储量的释放;重新估算了大气CO2浓度上升以及土地利用变化对全球水分径流的影响,修正了Nature上发表的研究结果;系统研究了物候变化对碳循环的影响,揭示了生长季延长是北半球植被生产力增加的主要原因;开展了我国及北半球植被时空变化的研究,提出了北美西北部地区自上世纪90年代以来植被生产力下降与该地区春季温度下降密切相关;系统研究了我国陆地生态系统碳储量变化及其机制,采用自上而下的大气反演模型和自下而上的过程模型及地面资料有机结合的途径,评价了我国陆地生态系统碳汇大小及其不确定性;应邀在Nature杂志上发表了有关气候变化对中国水资源和农业影响的研究进展综述论文。已发表SCI论文56篇,其中Nature 3篇,Science 1篇, PNAS 2篇,并为 Nature等15个国际重要刊物审稿。
Carbon Cycle;plantation ecosystems;Climae Feedback;Climate Change;land cover change
陆地生态系统在全球物质与能量循环中起着非常重要的作用。全面了解全球变化背景下的陆地生态系统动态变化及其对气候的反馈作用,具有深远的科学意义和应用前景。本项目利用地面调查、生态系统碳通量观测数据、遥感数据以及气象数据,并借助遥感、GIS和数据同化等新技术的支持,研究中国人工林生态系统在全球碳循环中的作用,并探讨生态系统碳循环对气候变化的响应及其反馈,取得了以下成果:(1)通过样带调查,建立了中国温带地区不同林龄的人工林植被碳、土壤碳储量、土壤水分以及土壤pH值数据库;(2)探讨了植被覆盖变化对区域气候的影响,发现我国植树造林显著降低白天地表温度,而对夜间温度影响相对较小;(3)系统研究了昼夜不对称增温对北半球陆地生态系统的影响及其空间格局,发现白天温度升高有利于大部分寒带和温带湿润地区植被生长及其生态系统碳汇功能,但并不利于温带干旱和半干旱地区植被生长;(4)探讨了热带生态系统碳源汇功能对气候变化的响应机制研究,发现过去50年热带地区生态系统碳汇对温度的敏感性增加了近一倍;(5)系统探讨了北半球植被生长对温度响应的变化趋势,发现过去30年温带地区植被春季展叶期对温度的敏感性显著下降。在项目的支持下,发表SCI论文38篇(含3篇Nature、2篇PNAS和2篇Nature Communications)。