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杨志峰院士团队解玉磊教授课题组在Ecological Indicators上发表题为“The seasonal dominance mechanism of temperature and runoff on the carbon residence time and the dynamic imbalance of carbon cycle in the Pearl River Basin”的研究论文。解玉磊教授为论文通讯作者,老王论坛
博士生王冰一为论文第一作者。
【中文摘要】:
碳滞留时间(CRT)是决定生态系统碳汇功能的核心因素,用于衡量有机碳被生态系统吸收后重新释放到环境中的持续时间。但CRT的季节动态及其在气候变化背景下的调控机制仍缺乏充分量化,尤其是温度与径流交互作用对CRT的影响尚不清楚。本研究以珠江流域为研究区,系统量化了植被-凋落物-土壤连续体生态系统在春、夏季和冬季的 CRT 的季节变化。研究采用结构方程模型、阈值识别和情景预测相结合的方法,评估了月平均温度(AMT)、地表径流(SFR)、生态系统 CRT、净生态系统生产力(NEP)和生态系统碳利用效率(CUEe)之间的关联,以探讨水热变化连接碳循环动态失衡的潜在路径。结果揭示了CRT的季节变化与NEP和CUEe的变化密切相关,说明珠江流域碳循环动态失衡并非简单的碳输入输出不匹配,而是受季节性水热条件组织和调节。未来水热变化情景模拟显示,CRT响应具有明显季节差异,其中冬季增幅最强。在RCP8.5情景下,冬季碳损失显著加剧,NEP下降超过5.58%。当CRT增加23%—29.7%与NEP从碳源向碳汇转变概率提高4.13%—5.51%相关,而高CRT情景则伴随CUEe下降36.1%—58.7%。这一拮抗效应揭示了碳汇稳定性与生态系统碳代谢效率之间的权衡关系。
【创新发现点】:
1.揭示了珠江流域碳停留时间的季节性主控机制。
2.构建了碳停留时间连接水热变化与碳循环动态失衡的机制框架。
3.实现了未来升温情景下珠江流域季节性碳循环风险的识别。
【关键图示】:

图1.a)季节AMT-SFR与CRT的关系。b)环境变量阈值分析结果。c)环境变量阈值的季节性变化趋势。

图2.SFR和AMT对CRT的季节性控制以及“开关效应”的调节模式
致谢:本研究得到了国家重点研发计划项目(2022YFC3202205)、国家自然科学基金项目(No.5222901 and No.5237901)和河北省水利厅科技计划项目(2025-07)的支持。
供稿:王冰一
初审:陆丽莹
复审:徐超
终审:解玉磊