鹽沼濕地生態(tài)修復(fù)是全球緩解氣候變化和增強(qiáng)碳封存的一項(xiàng)長(zhǎng)期策略，目前我國(guó)多個(gè)地區(qū)已實(shí)施了包括退耕還濕和自然恢復(fù)等措施的一系列生態(tài)修復(fù)措施。然而，受限于修復(fù)觀測(cè)的較短時(shí)間尺度，當(dāng)前研究難以系統(tǒng)揭示植被恢復(fù)和演替動(dòng)態(tài)對(duì)碳通量年際變化的長(zhǎng)期影響。近期，中國(guó)科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所濱海濕地演變機(jī)制與生態(tài)修復(fù)研究組（韓廣軒研究團(tuán)隊(duì)）依托中國(guó)科學(xué)院黃河三角洲濱海濕地生態(tài)試驗(yàn)站，基于“退耕還濕”自然恢復(fù)濕地長(zhǎng)達(dá)12年的生態(tài)系統(tǒng)碳通量連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及長(zhǎng)時(shí)序遙感影像（圖1），解析了植被變化對(duì)鹽沼濕地年際碳匯強(qiáng)度的影響機(jī)制。
圖1?自然修復(fù)濕地生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境數(shù)據(jù)及CO2交換（NEE）長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)
本研究將環(huán)境因子劃分為植被因子（基于長(zhǎng)時(shí)序遙感指數(shù)）和氣候因子（來(lái)源于氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)），結(jié)合多元逐步回歸與機(jī)器學(xué)習(xí)方法，從多時(shí)間尺度和不同恢復(fù)年限兩個(gè)維度系統(tǒng)評(píng)估了二者對(duì)修復(fù)濕地碳通量的相對(duì)貢獻(xiàn)。結(jié)果表明，濱海濕地長(zhǎng)達(dá)12年的自然恢復(fù)過(guò)程中，植被與氣候因子共同決定生態(tài)系統(tǒng)的CO2凈交換量（NEE）。隨著時(shí)間尺度延長(zhǎng)，氣候因子為NEE年際變化的主要驅(qū)動(dòng)因素，但植被對(duì)NEE變異的解釋能力逐漸增強(qiáng)（圖2）。進(jìn)一步的年度尺度分析表明，在基于氣候因子的模型中引入植被因子可顯著提升模型解釋力，且隨著恢復(fù)年限增加，提升效應(yīng)更為明顯（圖3）。這說(shuō)明植被改善過(guò)程在一定程度上減弱了氣候因子對(duì)CO2封存能力的主導(dǎo)影響，從而增強(qiáng)了生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能的穩(wěn)定性（圖4）。本研究定量揭示了氣候與植被在長(zhǎng)期演替過(guò)程中對(duì)NEE的協(xié)同調(diào)控機(jī)制，并凸顯了植被恢復(fù)和演替動(dòng)態(tài)在維持和增強(qiáng)濱海濕地固碳功能中日益重要的作用。
圖2?植被和氣候在不同時(shí)間尺度上對(duì)NEE的貢獻(xiàn)
圖3 隨恢復(fù)年限增加植被和氣候?qū)π迯?fù)濕地NEE的貢獻(xiàn)
圖4?植被和氣候在自然修復(fù)過(guò)程中對(duì)生態(tài)系統(tǒng)碳通量的控制
相關(guān)研究成果以“Climate and vegetation jointly determine the interannual variation of net ecosystem CO2?fluxes over 12 years in a restored coastal wetland”為題，發(fā)表于農(nóng)林科學(xué)知名期刊《Agricultural and Forest Meteorology》。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金以及山東省青年科學(xué)基金的支持。
此外，題為“Vegetation Types Shift Physiological and Phenological Controls on Carbon Sink Strength in a Coastal Zone”的相關(guān)研究論文，獲得了《Global Change Biology》的特別評(píng)論（該期刊每年發(fā)表的論文中僅有約1%能夠獲此認(rèn)可）。該評(píng)論以“What Regulates Net Carbon Uptake in Coastal Ecosystems？”為題，同期發(fā)表在同一期刊上。評(píng)論作者、澳大利亞西悉尼大學(xué)的Elise Pendall教授充分肯定了該研究長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)所取得的成果，認(rèn)為所揭示的海岸帶生態(tài)系統(tǒng)碳匯調(diào)控機(jī)制，為相關(guān)領(lǐng)域提供了重要理論依據(jù)。并指出：“海岸帶生態(tài)系統(tǒng)易受氣候變化帶來(lái)的洪水、鹽水入侵和侵蝕等威脅。與社會(huì)和生態(tài)重要性相比，這些生態(tài)系統(tǒng)目前研究仍顯不足，因此Wei等人（2025）的最新研究顯得尤為關(guān)鍵?！?/span>
