温带草原（TG）和高寒草原（AG）是两种不同的草原类型，具有不同的气候背景和适应模式。人们对TG和AG响应气候变化的异同知之甚少，特别是在碳通量方面。此外，不同草原的碳通量对气候变化的大尺度响应尚不清楚，只有少数几项关于TG和AG的碳通量对气候变化不同响应的比较研究阻碍了我们对这一主题的理解。该研究在中国的蒙古高原、黄土高原和青藏高原进行了大规模的样带研究，以揭示TG和AG中碳通量对气候变化响应的相似性和差异性。研究使用了通过涡度相关法测量的ChinaFLUX和搜集已发表文献的47个站点的碳通量数据，主要涵盖了2003年至2020年。研究提出的科学假设为：（1）随着温度的升高，AG中的碳通量将增加，而TG中的碳通量将减少（图1a）；（2） 随着水分的增加，TG和AG中的碳通量都会增加（图1b）；和（3）TG中的碳通量主要由水分因子控制，而AG中的碳通量主要由温度因子控制（图1c，d）。
研究发现，中国的TG和AG是弱碳汇。TG和AG的净生态系统生产力（NEP）随着纬度、经度和海拔的增加呈现出相反的趋势。水分（年平均降水量和土壤含水量）的增加始终增加了温带和高寒草原碳通量。相反，温度升高（年平均温度和年平均土壤温度）降低了TG中的碳通量，增加了AG中的碳通量。水分因子通过提高叶面积指数来促进TG和AG中的碳通量。相反，温度因素对TG中的碳通量有强烈的直接、负面影响，而对AG中的碳通量有微弱的直接、正面影响（图2）。总之，该研究强调了TG和AG中碳通量对气候变化响应的不同模式以及增强了我们对碳汇和各种草原水热敏感性的了解。
图1 科学假设
图2 温带草原和高寒草原碳通量的调控机制
该论文近期发表于国际学术期刊Agricultural and Forest Meteorology (Q1,IF=6.2)，收录于ChinaFLUX20周年专刊“Carbon, nitrogen and water fluxes of terrestrial ecosystems in China”，论文第一作者为中国科学院地理科学与资源研究所在读博士生刘召刚，通讯作者为中国科学院地理科学与资源研究所陈智研究员。研究受到国家自然科学基金项目(32222052, 42261144688, 42141005, 41991234)等资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2023.109811