基于渦度相關(guān)技術(shù)的鼎湖山站碳通量觀測(cè)塔對(duì)“雙碳”計(jì)劃正發(fā)揮著重要作用

碳通量塔是開展森林冠層和大氣界面二氧化碳交換能力研究一個(gè)非常有用的工具，特別是在定量南亞熱帶森林長期碳捕獲能力和其他重要?dú)庀髤?shù)方面。鼎湖山站自2002年10月正式啟動(dòng)了碳通量監(jiān)測(cè)工作，該站是中國科學(xué)院生態(tài)網(wǎng)絡(luò)最早設(shè)立的南亞熱帶森林觀測(cè)站點(diǎn)。迄今為止獲得的數(shù)據(jù)，在點(diǎn)上有助于深入了解鼎湖山第一個(gè)國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)地帶性森林在生態(tài)系統(tǒng)碳匯服務(wù)功能的潛力，在面上有助于找到更好的區(qū)域性森林的管理和保護(hù)方法。

基于鼎湖山站長期生物監(jiān)測(cè)及渦度相關(guān)技術(shù)支撐下的碳通量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，近期鼎湖山站科研人員專注于“碳達(dá)峰”、“碳中和”(雙碳)計(jì)劃需要解決的關(guān)鍵科學(xué)問題，發(fā)揮碳通量塔的作用，有如下一些重要發(fā)現(xiàn)并發(fā)表于相關(guān)學(xué)術(shù)刊物：

1. 采用渦度協(xié)方差技術(shù)精準(zhǔn)確定森林-大氣碳交換量。觀察到每日生態(tài)系統(tǒng)碳通量的季節(jié)趨勢(shì)，表明其對(duì)氣候因素的敏感性，如氣溫、降水和光照。研究闡明鼎湖山自然保護(hù)區(qū)可作為一個(gè)示范性的森林生態(tài)系統(tǒng)，可用于揭示森林對(duì)大氣中CO₂的吸收和封存的作用。該成果以“An inter-annual comparative study on ecosystem carbon exchange characteristics in the Dinghushan Biosphere Reserve, a dominant subtropical evergreen forest ecosystem”為題，2021年10月發(fā)表于Frontiers in Plant Science（《植物科學(xué)前沿》）（IF_5-Year=7.255），論文鏈接：https://doi.org/10.3389/fpls.2021.715340

2. 在鼎湖山自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行的一項(xiàng)為期12年（2003-2014年）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的研究表明，干旱的頻率和強(qiáng)度都在增加，這一現(xiàn)象正在以獨(dú)特的方式影響森林中的碳固存。與全球其他生態(tài)系統(tǒng)不同的是，該保護(hù)區(qū)被發(fā)現(xiàn)在干旱月份比雨季吸收更多的碳，季節(jié)性干旱導(dǎo)致亞熱帶森林碳增加。該成果以 “Seasonal droughts drive up carbon gain in a subtropical forest”為題， 2022年9月發(fā)表于Journal of Plant Ecology（《植物生態(tài)學(xué)雜志》）（IF_5-Year=2.676），論文鏈接：https://doi.org/10.1093/jpe/rtac088

3. 證明了渦流協(xié)方差技術(shù)可以用于測(cè)量碳封存和相關(guān)經(jīng)濟(jì)價(jià)值影響。研究表明，對(duì)于碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值的直接估算，在鼎湖山自然保護(hù)區(qū)每年平均5300噸碳的封存量相當(dāng)于該地區(qū)330萬元人民幣（約合53萬美元）的經(jīng)濟(jì)附加值。該成果以“Carbon flux variation and associated biomass energy storage economic value implications in the Dinghushan Biosphere Reserve”為題，2022年11月發(fā)表于Journal of Cleaner Production（《清潔生產(chǎn)雜志》）（IF_5-Year =11.016）論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.134274

這些已發(fā)表的研究成果從另一層面表明，渦度通量數(shù)據(jù)在理解森林的生理和生態(tài)功能方面非常有用。針對(duì)“雙碳”計(jì)劃的實(shí)施，這些研究是及時(shí)的，其中關(guān)于經(jīng)濟(jì)價(jià)值的評(píng)估，同行專家高度肯定，認(rèn)為從科學(xué)和教育的角度來看，這篇論文都很有趣（The paper is very interesting from both a scientific and an educational point of view），有助于制定進(jìn)一步保護(hù)和管理南亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)類型的政策。華南植物園博士生Brian Njoroge為以上論文的第一作者，導(dǎo)師李躍林研究員為通訊作者，鼎湖山站團(tuán)隊(duì)成員為論文的發(fā)表貢獻(xiàn)了集體力量，扮演了各自重要的角色。該團(tuán)隊(duì)正在致力于未來的相關(guān)碳通量項(xiàng)目，利用渦度通量數(shù)據(jù)來擴(kuò)大對(duì)不同氣候區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)的科學(xué)理解。