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水文连通性调控湿地植被固碳机制研究取得重要进展

    湿地是地球系统中至关重要的碳库,在全球碳循环中发挥着关键作用。然而,在气候变化与人类活动双重影响下,湿地水文连通性持续改变,其如何影响植被固碳能力,科学界仍缺乏清晰认识。尤其值得注意的是,“水文连通性越强,固碳能力越强”这一看似合理的传统观点,尚未得到充分验证。

    近日,中国科学院南京地理与湖泊研究所科研团队以中国最大淡水湖—鄱阳湖为研究对象,利用自主研发的水文连通性评估工具CAST,对鄱阳湖内77个碟形湖的连通性进行了系统分类与定量分析。基于与主湖的连通时长,将其划分为高、中、低三类连通类型,并深入揭示了三项关键科学发现:

    1.“低连通”反而“高固碳”:与常规认知相反,低连通性碟形湖的植被年均固碳量显著高于高连通性碟形湖,单位面积固碳能力高出约29%;

    2.关键水文窗口期:退水期的水文连通性格局,是驱动湿地碳汇变化的最关键因素,解释了植被碳储量变化的73%;

    3.长期趋势与人类活动影响:2000–2020年间,鄱阳湖湿地植被碳储量以年均0.09 Tg的速率增长,且三峡工程运行后,碳汇能力提升更为显著。

    研究提示,湿地保护与修复应避免“连通即优”的单一思路,转而实施基于生态过程的水文时序精准调控。具体而言,需综合考虑湿地类型、植被物候与水文节律的动态匹配:在春夏季,可适度延缓水位上升,以减少淹没对植被早期生长的抑制;在秋季,则应通过优化闸坝调度,模拟自然退水过程,为湿地植被延展光合作用窗口,从而增强碳累积效率。这一“因时制宜”的调控策略,有助于在复杂水文条件下协同提升湿地生态功能与固碳潜力。

图1. 不同连通性水平下季节性孤立湖泊的碳储量差异

图2. 水文连通性与植被碳储量的相关性分析

图3. 鄱阳湖湿地植被碳汇速率空间分布与年际变化

    研究以Linking hydrological connectivity to wetland vegetation carbon storage: Insights from the largest freshwater lake in China为题,近期发表于Water Resources Research。论文第一作者为谭志强副研究员,合作作者包括蔡永久研究员、王晓龙研究员、李云良研究员、姚静副研究员、李相虎副研究员。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、江西省重点研发计划、赣鄱英才计划等项目资助。

    【文章信息】:

    Tan, Z., Lin, Y., Gong, L., Yao, J., Li, Y., Wang, X., Li, X., Cai, Y.* (2026). Linking hydrological connectivity to wetland vegetation carbon storage: Insights from the largest freshwater lake in China. Water Resources Research, 62, e2024WR039631. https://doi.org/10.1029/ 2024WR039631

研究进展