高寒草地是青藏高原的主要植被类型，总面积约为146万km2，主要分为高寒草原和高寒草甸。由于高海拔、寒冷、半干旱气候、强烈的太阳辐射、贫瘠的土壤以及短暂的生长季等，高寒草地生态系统对气候变化非常脆弱且敏感。研究表明，近几十年来青藏高原的升温速率约为全球同期的两倍，降水也呈显著增加趋势，整体呈现出“暖湿化”。气候变暖不仅会增加总初级生产力并延长生长季节，还会增加生态系统呼吸。因此，围绕这两个过程存在许多不确定性，使得量化两者差值的青藏高原高寒草地净生态系统碳交换量大多数（ NEE ）变得具有挑战性。
鉴于气候变化背景下青藏高原碳循环的重要意义，许多学者使用模型评估了青藏高原的NEE。总的来说，这些模型在估计值的大小和空间分布上存在较大的差异。这主要是因为驱动碳循环模型的参数需要大量的实测数据，如通量观测数据，但是地面观测数据的稀缺和不均匀分布常常导致模型结果准确性有限。这使得我们对青藏高原高寒草地NEE的时空动态和调控机制了解不足，限制了我们评估潜在碳-气候反馈的能力。
针对这个科学问题，中国科学院青藏高原研究所马耀明研究员团队联合北京大学、美国新罕布什尔大学、美国康奈尔大学及成都理工大学，利用青藏高原25个通量观测站点的长期观测数据、卫星遥感和再分析数据及机器学习方法，阐释了青藏高原高寒草地NEE的时空变化模式和调控机制。结果表明：空间格局由高原东部和东北部的较强碳汇向西呈阶梯状逐渐减小为弱碳汇或碳源。在1982年至2018年期间，高寒草地的碳封存量范围从26.39到79.19TgCyr-1，并以每年1.14TgC的增长速率增加。高寒草原区域NEE的变化趋势倾向于由降水量来主导，而高寒草甸区域则倾向于由温度来调控。在气候暖湿化的背景下，青藏高原高寒草地的碳封存能力在持续增强。
北京时间5月18日，该研究成果以“Persistent and enhanced carbon sequestration capacity of alpine grasslands on the Earth’s Third Pole”为题发表在国际知名期刊《Science Advances》上。我所博士毕业生王玉阳为第一作者（现为北京大学博士后），我所马耀明研究员和陈学龙研究员为共同通讯作者，新罕布什尔大学肖劲锋教授、我所丁金枝研究员、成都理工大学丁之勇研究员、康奈尔大学骆亦其教授为共同作者。该研究获得了“第二次青藏高原综合科学考察研究”任务一之第3专题“地气相互作用及其气候效应”（项目号：2019QZKK0103）和国家自然科学基金（项目号：42230610, 91837208 ）共同资助。
文章链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade6875
图1.青藏高原高寒草地NEE的空间预测和时间趋势。（A）青藏高原高寒草地的通量观测站分布和地形图；（B）高寒草地植被类型分布图；（C）1982-2018年均NEE空间分布图；（D）1982-2018年NEE趋势的空间分布图；（E）1982年至2018年区域年均NEE的时间变化；（F）1982年至2018年的月均NEE变化。
图2.青藏高原典型高寒草地碳通量观测站点图
