青藏高原湿地生态系统

对气候变化的响应

Refl ections of the Wetland Ecosystem on the Qinghai-Tibetan Plateau to

Climate Changes

中 国科 学 院东 北地 理 与农 业生 态 研究 所湿 地 中心 / 吕 宪 国

     被誉为“世界屋脊”的青藏高原，一向以其独特的人文和自然景观闻名于世，是生态环境最奇特、生物资源最丰富的自然资源宝库。在地势平坦、低洼之处，排水不畅，土壤通透性不良；加之海拔高气温低、蒸发较弱等原因为湿地的形成与发育提供了良好的条件，湖泊众多，沼泽广布。为了认识气候变化对高原湿地生态系统的结构、过程及功能的影响，“青藏高原生态系统对环境变化的响应”的“973计划”项目中，开展了青藏高原湿地生态系统分布格局变化及关键碳过程研究。

     在青藏高原当雄湿地野外站建立了长期野外观测样地，应用涡度相关通联观测技术对高寒沼泽草甸湿地生态系统水、碳过程进行连续定位观测；利用Landsat遥感影像数据、SRTM数字地形图，并结合历史资料及野外实地考察，分析了青藏高原及典型区湿地分布格局、近30年来的变化特征。深入研究了青藏高原湿地生态系统分布格局的变化特征，阐明了典型沼泽化草甸湿地生态系统碳“源、汇”格局，探讨了青藏高原湿地生态系统碳的关键过程与环境因子之间的关系。研究发现，青藏高原湿地分布与海拔、地形坡度有关，主要分布在2900～5000m的范围内，包括柴达木盆地南部沼泽湿地和湖泊、青海湖湿地、若尔盖湿地、长江、黄河源区和羌塘高原水系区湿地等。湿地分布主要集中在坡度＜5°的范围内。近30年来沼泽及沼泽化草甸面积缩小，湖泊面积扩大。其中青藏高原东缘若尔盖高原沼泽湿地面积及结构组成变化显著（图1），

图1湿地碳循环示意图

沼泽湿地景观多样性锐减、空间分布格局变化显著；拉萨河流域湿地总面积逐渐减少，但河滩人工林、河滩砾石地和水库的面积却不断增加。湿地由于有机物质生产大于分解，大量有机物质在地表积累，因而是重要的有机碳库（图2）。

图2  若尔盖高原沼泽湿地

沼泽湿地碳的关键过程与温度之间有一定的关系。不同类型湿地的碳矿化作用、氮的净矿化作用对温度的响应存在明显差异。在若尔盖泥炭湿地和沼泽湿地以及当雄湿地中土壤碳矿化作用随着温度增加而增加，沼泽湿地土壤矿化作用对温度的响应比泥炭湿地和当雄湿地的强烈；在若尔盖泥炭湿地和沼泽湿地中土壤净氮矿化随着温度增加而增加，但当雄湿地土壤净氮矿化在培养温度条件下均呈固持作用，且随温度增加而降低。采用涡度相关通量观测所测定的碳汇能力与生态系统净初级生产力和土壤异养呼吸的差值估算的碳平衡表明，青藏高原湿地生态系统具有碳汇功能（图3）。 

图3  若尔盖高原土壤剖面土壤有机碳含分布格局变化量分布（A:0～10cm，B:0～10cm，C:0～10cm）

    该项目成果丰硕，特别是在湿地生态系统野外观测技术方面，在青藏高原当雄湿地野外站建立了长期野外观测样地，应用涡度相关通联观测技术对高寒沼泽草甸湿地生态系统水、碳过程进行了连续定位观测。在青藏高原典型区湿地分布格局的变化特征、碳的关键过程与环境因子之间的关系及典型沼泽化草甸湿地生态系统碳“源、汇”格局变化等方面取得重要进展。