发布日期：2022-10-07
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碳收支的准确评估是预测未来气候变化及其对生态系统影响的重要基础。草地是三江源最主要的生态系统类型，发挥着调节区域碳收支等生态功能及畜牧业生产的重要作用。以往草地碳循环研究多集中在净生态系统生产力（NEP）等方面，而食草动物作为草地生态系统的重要组成部分，其碳摄入、消化、代谢、输出以种群增长过程存留碳，是生态系统净生物群落生产力(NBP)和净生物群落-社会系统生产力（NRP）的重要组成部分。因而，量化草地生态系统食草动物的碳过程，对于减少区域碳收支估算的不确定性，具有重要的科学意义。
研究基于遥感-生态系统过程模型GLOPEM-CEVSA，开发了三江源地区有蹄类动物和啮齿动物“动物代谢碳通量模型”GLCV-AMF。首先利用GLOPEM-CEVSA模型分别估测了基于叶面积指数模拟的气候地上生物量碳（ANPPCL）和基于遥感的现实生物量碳（ANPPRES）。然后通过代谢体重估算采食量，并根据以往实验中主要食草动物的营养代谢关键参数，计算每日消化碳、代谢碳和呼吸代谢碳以及在不同季节转化效率，并以统计年鉴家畜存栏数计算的标准羊单位(SU)，以及来自文献中的野生食草动物数量，计算了区域尺度食草动物碳收支。
基于模拟叶面积指数的三江源区气候地上生物量碳（ANPPCL）为12.2 Tg C a-1，基于遥感现实生物量碳（ANPPRES）为8.4 Tg C a-1。个体水平，家畜、藏野驴、啮齿动物每kg代谢体重平均碳沉积分别为1.6 kg C a-1（或30.18kg C 羊单位-1a-1）、1.64 kg C a-1 (或87.21 kg C 头-1a-1) 和 25.2 kg C a-1 (或 1.08 kg C 只-1a-1)。区域水平，食草动物碳摄入量为5.52 Tg C，占地上生物量碳(12.2 Tg C)的45%，其中有39%通过呼吸产生二氧化碳释放到大气中，44%通过粪尿归还到生态系统，17%沉积在食草动物系统中，为食草动物野生动物种群稳定发展或为社会提供畜产品提供基础。
本研究首次量化三江源草地地上生物量碳以及家畜、野生动物食草动物对草地上生物量碳利用的贡献，为大尺度评估草地生态系统碳收支提供基本参数。发现家畜是草原碳主要消费者，啮齿类动物碳的消耗量远大于野生有蹄类动物，提出了不同用途草地碳合理利用分配的建议。从区域草地碳捕获能力变化、生产者与消费者之间相互作用，提出了高寒草地放牧偏途演替顶级群落是维持高碳汇能力的管理目标，对理解青藏高原区域高寒草地从NEP以后碳收支过程，提出缓解和适应气候变化措施具有重要意义。
论文已在线发表在南志标院士为主编草地科学综合性英文期刊Grassland Research上，实验室主任赵新全研究员为通信作者，原文链https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/glr2.12025
