2024年12月,我院2023级农村发展硕士研究生魏珩在国家一级学报(国家卓越期刊)《生态学报》上发表学术论文《中国农田生态系统碳源汇时空动态特征与驱动影响机制》。铜仁学院经济管理学院为第一署名单位,魏珩为第一作者,吴路华博士为通讯作者。合著作者包括2024级农村发展硕士研究生杨东妮、陈丹和熊露莎。
该研究基于总初级生产力(GPP)、净初级生产力(NPP)和净生态系统生产力(NEP)三种碳汇指标,以及生态系统总呼吸(Rs)、自养呼吸(Ra)和异养呼吸(Rh)三种碳源指标构建了6种耦合演变情景,揭示了中国农田生态系统碳源汇时空演变趋势特征,定量评估了气候变化及其碳氮耦合作用的影响贡献,并基于结构方程模型(SEM)系统解析了中国农田生态系统驱动影响机制。
该研究主要解决以下三个关键问题:(1)阐明中国农田生态系统碳源汇时空演变特征;(2)量化气候因子对农田生态系统碳源汇变化的贡献;(3)解析气候变化下碳氮耦合对农田生态系统碳源汇演变的驱动影响机制。
研究结果表明:(1)2000—2020年,中国农田生态系统碳汇与碳源均表现为波动增长趋势,其中GPP、NPP和NEP平均增长率分别为4.27、1.65与0.15 g C m⁻⟡ a⁻¹,Rs、Ra和Rh平均增长率分别为4.12、2.62与1.50 g C m⁻⟡ a⁻¹。由于较高的呼吸作用,中国农田生态系统总体表现为弱碳汇状态。(2)2000—2020年,中国农田生态系统除Rs/GPP以0.12%的速率小幅增长外,NEP/NPP、NEP/GPP及NEP/Rs均呈减少趋势,变化速率分别为-0.28%、-0.39%和-0.46%。呼吸主导作用逐渐加强导致碳汇主导作用呈现减弱。(3)CO₂施肥和氮沉降对中国农田生态系统净碳汇增长的贡献为28.98%,主控了25.30%的农田碳汇区域。然而,二者也导致了中国农田生态系统碳源的增强,相对贡献率为32.41%,主控了26.75%的农田碳源区域。(4)GPP弱主导机制驱动了中国农田生态系统NEP增长,GPP是碳汇区(KNEP > 0)碳汇增长的主要驱动因子,主控了77.14%的农田碳汇区域。相反,Rs强主导机制导致了中国农田生态系统NEP下降,Rh是碳源区(KNEP < 0)碳源增强的主要驱动因子,主控了46.98%的农田碳源区域。该研究为巩固增强生态系统碳汇,促进碳中和目标实现提供了理论指导。
《生态学报》是由中国科学技术协会主管,中国生态学学会、中国科学院生态环境研究中心主办的生态学高级专业学术期刊,创刊于1981年,是国内生态学研究最大的学术交流平台。《生态学报》主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果;生态学新理论、新方法、新技术等。《生态学报》多项期刊评价指标稳居学科和全国前列,被引频次连续7年位居全国自然科学核心期刊第1名,是“中国百篇最具影响力优秀国内学术论文”刊载率最高的期刊,入选国家卓越期刊,国家一级学报,荣获国家省部级多种奖励,是我国一流的中文学术期刊。
一审:白彬 二审:田文勇 三审:徐仕强

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气候变化影响下农田生态系统碳源汇过程与驱动影响机制