草原作为巨大的碳库，贡献了全球碳储量的三分之一，其中近90%的碳储存在土壤中。作为典型的干旱-半干旱生态系统，草原碳交换表现出剧烈的年际波动，成为主导全球陆地碳汇年际变异的主要贡献者。由于剧烈的年际波动和土壤碳通量的不确定性，导致草原碳汇功能评估一直存在巨大争议。内蒙古草原是我国温带草原分布面积最大的区域，不仅是我国传统的畜牧业基地，同时也是我国北方地区重要的绿色生态屏障。因此，在“双碳”背景下，准确量化内蒙古草原碳平衡过程，评估该区域草原碳汇功能成为亟待解决的关键科学问题。
中国科学院植物研究所韩兴国、陈世苹研究团队利用长期通量观测数据，使用随机森林尺度上推方法，对近40年内蒙古草原区域水平碳交换与碳汇功能进行了估算。研究表明，近40年来（1982-2018）内蒙古草原平均表现为弱碳汇，其强度为2.43 ± 6.71 Tg C yr−1。生长季降水和叶面积指数是区域碳通量年际变异的主要驱动因子。长期干旱（1999-2011年）对草原生态系统总初级生产力（GPP）的抑制作用显著高于生态系统呼吸（ER），导致期间内蒙古草原由碳汇转变为碳源。同时，将本研究结果与目前通用的全球通量数据产品（包括 FLUXCOM通量数据集、CMIP6多模型拟合结果和基于JenaCO2的大气反演数据）进行比对发现，虽然部分数据产品能够较好地反映内蒙古草地碳通量空间分布格局，但对本区域碳通量年际变异的拟合效果均较差。因此，进一步加强草原碳通量的长期观测，对准确评估区域及全球草原碳汇功能，特别是时空动态变化是非常重要的。
近40年内蒙古草原碳通量与碳汇功能空间格局。总初级生产力(GPP，a)、生态系统呼吸(ER，b)和净生态系统生产力(NEP，c)
该论文以“Inner Mongolia grasslands act as a weak regional carbon sink: A new estimation based on upscaling eddy covariance observations ”为题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植物研究所已毕业博士生游翠海，通讯作者为中国科学院植物研究所陈世苹研究员。研究得到国家自然科学基金区域联合基金、面上基金和中国科学院先导专项等项目资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2023.109719