中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園(以下簡(jiǎn)稱“版納植物園”)全球變化研究組基于渦度相關(guān)技術(shù)，對(duì)云南西雙版納熱帶季節(jié)性雨林開展了長(zhǎng)達(dá)20年的碳通量觀測(cè)研究。近期的研究通過分析整合長(zhǎng)期的通量觀測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)這片受保護(hù)的原始熱帶雨林在過去20年間持續(xù)扮演著穩(wěn)定的碳匯角色，年均凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力(NEP)達(dá)157.9 ± 56.7gC m-2，且碳匯能力呈現(xiàn)顯著增強(qiáng)趨勢(shì)，年增長(zhǎng)率達(dá)3.4%。該研究為深入理解熱帶森林碳循環(huán)機(jī)制及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)提供了寶貴的第一手?jǐn)?shù)據(jù)。

西雙版納熱帶季節(jié)性雨林位于熱帶亞洲北緣，受印度季風(fēng)影響，具有明顯的干雨季節(jié)交替。研究發(fā)現(xiàn)，該森林的碳匯功能呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的季節(jié)性差異：高達(dá)93.9%的年碳匯發(fā)生在干季，尤其是霧涼季(11月至次年2月)，其碳吸收能力甚至超過光照較強(qiáng)但水分脅迫更明顯的干熱季(3–4月)。雨季由于高溫高濕促進(jìn)植被生長(zhǎng)和呼吸作用同步增強(qiáng)，生態(tài)系統(tǒng)接近碳平衡狀態(tài)，碳匯作用微弱。

研究進(jìn)一步揭示，碳匯能力的增強(qiáng)主要源于總初級(jí)生產(chǎn)力(GPP)的增加，其增速略高于生態(tài)系統(tǒng)呼吸(Reco)。干季期間，光合有效輻射(PAR)的增加以及降水輸入的變化，共同促進(jìn)了植被光合作用的提升，從而推動(dòng)了碳匯的增長(zhǎng)。特別是霧涼季輻射條件的改善和干季降水分配的調(diào)整，對(duì)維持和增強(qiáng)該時(shí)期的碳吸收起到關(guān)鍵作用。研究也發(fā)現(xiàn)，干旱事件(如2009年和2014年)后的幾年內(nèi)，碳匯能力會(huì)出現(xiàn)短暫下降，表明該生態(tài)系統(tǒng)對(duì)水分變化十分敏感。

該成果凸顯了嚴(yán)格保護(hù)下的原始熱帶雨林在長(zhǎng)期固碳方面的重要潛力，也為全球熱帶地區(qū)碳收支評(píng)估及基于自然的氣候變化解決方案提供了關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)。相關(guān)論文以“Increase in carbon sink in a protected tropical seasonal rainforest in southwestern China over 20 years”為題發(fā)表于國(guó)際權(quán)威期刊Agricultural and Forest Meteorology上。版納植物園全球變化研究組已畢業(yè)碩士研究生劉雅琪和博士后焦麟杰為共同第一作者，Gnanamoorthy Palingamoorthy副研究員和宋清海研究員為共同通訊作者。該研究在數(shù)據(jù)采集和分析過程中得到了西雙版納森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站的大力支持，研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院國(guó)際合作項(xiàng)目、中國(guó)博士后科學(xué)基金等多個(gè)項(xiàng)目的支持。

圖1. 2003 - 2022年碳通量的時(shí)間變化。實(shí)線表示顯著趨勢(shì)，虛線表示不顯著趨勢(shì)?！癈L”、“R”和“FC”分別表示旱季清明期、旱季雨季和旱季霧涼期。垂直灰線表示基于SPEI的從潮濕到干燥條件的轉(zhuǎn)換時(shí)間。

圖2.西雙版納熱帶季節(jié)雨林碳利用效率(CUE)。(a) CUE的季節(jié)格局;(b) CUE和生物量的年際變化。CUE使用NEP/GPP計(jì)算。每5年的生物量數(shù)據(jù)由西雙版納熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)站(http://bnf.cern.ac.cn/)提供?；疑幱氨硎居昙镜某掷m(xù)時(shí)間。