海岸带区域是陆地和海洋碳循环的过渡区和关键区，在全球碳循环中扮演着重要角色。陆海植被类型条带状的空间分布格局是海岸带地区的典型特征，然而，植被类型对碳汇强度的影响程度与及机制尚不明确，给精确评估与预测海岸带碳汇功能带来了困难和挑战。近日，中国科学院烟台海岸带研究所韩广轩研究团队依托中国科学院黄河三角洲滨海湿地生态试验站，基于陆海过渡区典型植被（潮汐湿地、非潮汐湿地和农田）12年连续监测数据（图1），解析了植被类型对海岸带地区年际碳汇强度的影响程度及其机制。

图1 陆海过渡区典型植被类型净生态系统CO₂交换（NEE）长期监测数据

研究基于长期NEE监测数据计算了五个生物因子，包括最大净碳吸收率（MCU）、最大净碳释放率（MCR）、碳吸收期（CUP）、碳吸收系数（α）和碳释放系数（β），以探究植被类型对海岸带地区碳汇能力的影响（图2）。通过计算这五个生物因子，研究人员将年际NEE分解为不同的生理和物候成分，深入研究了影响海岸带地区碳汇强度的生物调控机制。

图2 控制海岸带不同植被类型年际NEE的生物因子

潮汐湿地、非潮汐湿地和农田的年际碳汇能力主要受到MCU、MCR以及CUP的影响（图3）。不同植被类型下NEE的年际间变化对气候变量的响应十分敏感：春季平均气温的升高降低了潮汐湿地的碳汇强度，夏季最大单日降水量的增加降低了非潮汐湿地的碳汇强度，夏季平均总辐射的增加对农田碳汇能力也有类似影响（图4）。而且，研究人员基于包含三种植被类型的全球涡度数据库对五个生物因子的计算，进一步验证了生物控制因素对三种植被类型年际NEE影响的全球一致性（图5）。

图3 生物因子对海岸带不同植被类型年际NEE的影响

图4 气象因子对海岸带不同植被类型年际NEE的影响

图5 生物因子对全球34个涡度观测站点年际NEE的影响

相关研究成果以“Vegetation Types Shift Physiological and Phenological Controls on Carbon Sink Strength in a Coastal Zone”为题，发表在期刊Global Change Biology上。该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、山东省青年科学基金以及中国科学院国际伙伴计划的支持。

论文信息

Wei, S., Paytan, A., Chu, X., Zhang, X., Song, W., Wang, X., Li, P. and Han, G. (2025), Vegetation Types Shift Physiological and Phenological Controls on Carbon Sink Strength in a Coastal Zone. Global Change Biology, 31: e70029. https://doi.org/10.1111/gcb.70029