Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tác động của thay đổi cách sử dụng đất và khí hậu đến năng suất sinh thái và chu trình carbon trong khu vực chuyển tiếp trồng trọt - chăn thả ở Trung Quốc
Tóm tắt
Tác động của việc thay đổi cách sử dụng đất/cam kết đất đai và biến đổi khí hậu đến năng suất sinh thái và chu trình carbon là một trong những vấn đề quan trọng nhất trong các nghiên cứu về biến đổi toàn cầu. Trong 20 năm qua, khí hậu và việc sử dụng đất ở Trung Quốc đã có những thay đổi đáng kể và đã có những hậu quả sinh thái quan trọng, đặc biệt là ở những khu vực nhạy cảm về sinh thái, như khu vực chuyển tiếp trồng trọt - chăn thả (CGTZ). Bài nghiên cứu này trình bày việc sử dụng một mô hình sinh thái dựa trên quy trình và dữ liệu về các thay đổi trong việc sử dụng đất dựa trên công nghệ cảm biến từ xa và biến đổi khí hậu với độ phân giải không gian và thời gian cao để ước lượng tác động của việc thay đổi cách sử dụng đất và khí hậu đến năng suất sơ cấp ròng (NPP), lượng carbon lưu trữ trong thực vật, hô hấp dị dưỡng của đất (HR), lượng carbon lưu trữ và năng suất hệ sinh thái ròng (NEP) trong CGTZ của Trung Quốc. Kết quả cho thấy rằng sự ấm lên và giảm lượng mưa trong CGTZ đã làm giảm NPP xuống 3,4%, tăng HR lên 4,3%, và giảm NEP trung bình hàng năm tổng cộng 33,7 Tg từ những năm 1980 đến những năm 1990. Mặc dù lượng carbon lưu trữ trong thực vật và đất đang gia tăng do NPP trung bình trong giai đoạn này cao hơn HR, việc giảm NEP cho thấy rằng biến đổi khí hậu đã làm giảm tỷ lệ hấp thụ carbon. Tuy nhiên, những thay đổi trong cách sử dụng đất ở khu vực này đã thúc đẩy NPP tăng 3,8%, lượng carbon lưu trữ trong thực vật tăng 2,4%, và tổng NEP hàng năm tăng 0,59 Tg. Những thay đổi trong cách sử dụng đất đã tăng cường khả năng hấp thụ carbon của hệ sinh thái, nhưng không đủ để bù đắp cho tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu. Biến đổi khí hậu có tác động lớn hơn so với thay đổi trong cách sử dụng đất trên toàn bộ khu vực CGTZ, nhưng có tác động nhỏ hơn so với thay đổi trong cách sử dụng đất ở các khu vực mà nó xảy ra.
Từ khóa
#biến đổi khí hậu #năng suất sơ cấp ròng #lượng carbon #khu vực chuyển tiếp trồng trọt - chăn thả #hô hấp dị dưỡng #năng suất hệ sinh thái ròngTài liệu tham khảo
Printice, I. C., The carbon cycle and atmospheric carbon dioxide in climate changes 2001: The Scientific Basic (IPCC), Cam-bridge: Cambridge University Press, 2001, 184–237.
Cox, P. M., Betts, R. A., Jones, C. D. et al., Acceleration of global warming due to carbon-cycle feedbacks in a coupled climate model, Nature, 2000, 408: 184–187.
Houghton, R. A., Hackler, J. L., Lawrence, K. T., The U.S. carbon budget: contributions from land-use change, Science, 1999, 285: 574–578.
Houghton, R. A., Skole, D. L., Nobre, C. A. et al., Annual fluxes of carbon from deforestation and regrowth in the Brazilian Ama-zon, Nature, 2000, 403: 301–304.
Caspersen, J. P., Pacala, S. W., Jenkins, J. C. et al., Contributions of land-use history to carbon accumulation in U.S. forests, Sci-ence, 2000, 290: 1148–1151.
DeFries, R. S., Past and future sensitivity of primary production to human modification of landscape, Geophysical Research Letters, 2002, 29(7): 361–364.
Defries, R. S., Bounoua, L., Collatz, G. J., Human modification of the landscape and surface climate in the next fifty years, Global Change Biology, 2002, 8: 438–458.
DeFries, R. S., Houghton, R. A., Hansen, M. C. et al., Carbon emissions from tropical deforestation and regrowth based on sat-ellite observations for the 1980s and 1990s, Global Change Biol-ogy, 2003, 99(22): 14256–14261.
Schimel, D. S., House, J. I., Hibbard, K. A. et al., Recent patterns and mechanisms of carbon exchange by terrestrial ecosystems, Nature, 2001, 414: 169–172.
IPCC Land-Use Change and Forestry: A Special Report of the IPCC, Cambridge: Cambridge University Press, 2000.
Fang, J. Y., Chen, A. P., Peng, C. H. et al., Changes in forest bio-mass carbon storage in China between 1949 and 1998, Science, 2002, 292: 2320–2322.
Sha, W. Y., Shao, X. M., Huang, M., Climate warming and its impact on natural regional boundaries in China the 1980s, Science in China, Ser. D, 2002, 45(12): 1099–1113.
Liu, J.Y., Liu, M. L., Zhuang, D. F. et al., Study on spatial pattern of land-use change in China during 1995-2000, Science in China, Ser. D, 2003, 46(4), 373–384.
Liu, J. Y., Zhang, Z. X., Zhuang, D. F., A study on the spatial-temporal dynamic changes of land–use and driving forces analy-ses of China in the 1990s, Geographic Research (in Chinese), 2003, 22: 1–12.
Shanghai Normal University, Natural Geography of China (in Chinese), Beijing: People’s Education Press, 1982, 1–102.
Cao, M. K., Woodward, F. I., Dynamics responses of terrestrial ecosystem carbon cycling to global climate change, Nature, 1998, 393: 249–252.
Cao, M. K., Woodward, F. I., Net primary and ecosystem produc-tion and carbon stocks of terrestrial ecosystems and their re-sponses to climate change, Global Change Biology, 1998, 4: 185–198.
Cao, M. K., Prince, S., Li, K. R. et al., Response of terrestrial carbon uptake to climate interannual variability in China, Global Change Biology, 2003, 9: 536–546.
Woodward, F. I., Smith, T. M., Emanuel, W. R., A global land primary productivity and phytogeography model, Global Biogeochemical Cycles, 1995, 9: 471–490.
Woodward, F. I., A global land primary productivity and phytogeography model, Global Biogeochemical Cycles, 1995, 9(4): 471–490.
Givnish, T. J., Optical stomatal conductance, allocation of energy between leaves and roots and the marginal cost of transpiration: On the Economy of Plant Form and Function (ed. Givnish, T. J.), Cambridge: Cambridge University Press, 1986, 171–213.
Lloyd, J., Farquhar, G. D., The CO2 dependence of photosynthesis, plant growth response to elevated atmospheric CO2 concentration and their interaction with soil nutrient status I: General preicipals and forest ecosystems, Functional Ecology, 1996, 10: 4–32.
Li, K. R., Land-Use Change & Greenhouse Gas and Carbon Cycle of Terrestrial Ecosystem (in Chinese), Beijing: Meteorologic Press, 2002.Impacts of land-use and climate changes on ecosystem productivity and carbon cycle 1491.
Prince, S. D., Goward, S. N., Global primary production: a remote sensing approach, Journal of Biogeography, 1995, 22: 815–835.
Guo, L. B., Gifford, R. M., Soil carbon stocks and land use change: a meta analysis, Global Change Biology, 2002, 8: 345–360.
Li, K. R., Wang, S. Q., Cao, M. K., Vegetation and soil carbon storage in China, Science in China, Ser. D, 2004, 47: 49–57.
Lobell, D. B., Hicke, J. A., Asner, G. P. et al., Satellite estimates of productivity and light use efficiency in United States agriculture, 1982-98, Global Change Biology, 2002, 8: 722–735.
Braswell, B. H., Schimel, D. S., Linder, E., The response of global terrestrial ecosystems to interannual temperature variability, Sci-ence, 1997, 278: 870–873.
Schimel, D., Mellio, J. M., Tian, H. Q. et al., Contribution of in-creasing CO2 and climate to carbon storage by ecosystems in the United States, Science, 2000, 287: 2004–2006.
Tian, H. Q., Melillo, J. M., Kichlighter, D. W. et al., Effect of in-terannual climate variability on carbon storage in Amazonian ecosystems, Nature, 1998, 396: 664–667.
Lsarmiento, J., Hughes, T. M., Stouffer, R. J., Simulated response of the ocean carbon cycle to anthropogenic climate warming, Nature, 1998, 393: 245–249
Vleeshouwers, L. M., Verhagen, A., Carbon emission and seques- tration by agricultural land use: a model study for Europe, Global Change Biology, 2002, 8: 519–530.
Jones, T. H., Thompson, L. J., Lawton, J. H. et al., Impacts of rising atmospheric carbon dioxide on model terrestrial ecosystems, Science, 1998, 280: 441–443.
Bousquet, P., Peylin, P., Ciais, P. et al., Regional changes in car-bon dioxide fluxes of land and oceans since 1980, Science, 2000, 290: 1342–1346.