科研进展

GCB: 气候变暖增加高纬度湿地隐花植物的灭绝风险

  气候变暖对湿地生态系统的结构和功能产生深远影响,从而影响区域乃至全球水文循环和碳收支。植物作为湿地生态系统中最大的生物组成部分,在维持湿地生态系统的结构和功能方面起着决定性的作用。湿地的主要植物群落可以分为维管和隐花植物两大类。在北半球的中高纬,湿地中的维管植物以灌木和禾草类为主,而隐花植物主要为地衣和苔藓类。气候变化背景下,这些不同类型的湿地植物对增温响应的特征和机理如何,是急需回答的科学问题。

  融合北半球中高纬湿地273个独立站点的增温情景和植物变化数据,研究发现:增温增加了维管植物的累积生物量,却显著降低了隐花植物的累积生物量。维管植物和隐花植物对增温响应的相反模式在高纬度的冻土湿地表现得更为显著,并且随着增温的持续,这种相反的响应会被逐渐放大。因为,增温使得湿地的近地表土壤湿度和地下水位明显下降,湿地呈现干化现象,从以隐花植物能够适应的偏湿生态系统向以维管植物能够适应的偏干生态系统转变。

  在共享社会经济路径的高排放情景下(SSP5),本世纪末全球平均气温将比工业革命前高4.7-5.1℃,从而使得隐花植物的减少超过目前的5倍。由于隐花植物主要集中在北半球高纬度地区,该地区的变暖程度比全球平均水平更高。因此,北半球高纬度湿地植物组成的改变,尤其是隐花植物的大幅减少预计将早于2100年。

  上述研究成果发表于国际学术期刊Global Change Biology,由中国科学院大气物理研究所包韬博士、贾根锁研究员、徐希燕研究员共同完成,中国科学院战略性先导科技专项子课题(XDA19070203)和国家自然科学基金(#41875107)共同资助。

  文章引用:Bao, T., Jia, G., Xu, X.* (2022). Warming enhances dominance of vascular plants over cryptogams across northern wetlands. Global Change Biology. doi: 10.1111/gcb.16182

  文章链接:https://doi.org/10.1111/gcb.16182

 

图1 观测数据的分布、维管和隐花植物对增温的响应特征,以及不同共享社会经济路径下,维管和隐花植物累积生物量的变化趋势。

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