文章速遞|熱浪對北半球中緯度地區GPP有何影響?

2021-02-19 Ecohydrology Lab

大量研究表明在整個21世紀，特別是在北半球中緯度地區，熱浪的頻率、強度和範圍都會持續增加。並且氣溫的突然上升會比全球溫度逐步升高對生態系統功能的影響更加強烈，這使得科學界對熱浪事件極為關注。生態系統總初級生產力（GPP）在熱浪期間和熱浪後如何響應以及不同陸地生態系統的響應有何區別，這些問題目前仍不清楚。此外，生態系統的抵抗力和恢復力被廣泛用於評價生態系統功能在應對極端氣候事件時的穩定性。然而，不同生態系統應對熱浪的抵抗力和恢復力目前仍不清楚。

熱浪可顯著影響植物生理過程（如：氣孔導度、碳代謝過程以及酶的活性）、群落結構(如葉面積和樹木死亡)和生態系統功能(如光合作用、呼吸作用、蒸騰作用)，從而對區域生產力和碳循環產生深遠影響。雖然在大尺度上，人們普遍認為大規模的熱浪事件對植物生長和生存造成了嚴重的威脅，但不同陸地生態系統對熱浪的響應機制仍不清楚。

熱浪的發生通常伴隨著其他環境因子的改變，對生態系統光合作用產生直接和間接的影響。一方面，高溫直接影響Rubisco活化酶和光系統Ⅱ（PSⅡ）的活性，從而提高C3植物的光呼吸速率。另一方面，熱浪期間，環境因子的交互作用通過調控冠層導度（Gc）間接影響生態系統光合作用。然而，在高溫條件下，相互作用的生物物理因素對生態系統GPP的直接和間接影響目前仍不清楚。

本文中，研究者從全球通量網（FLUXNET）中選擇了9個代表不同生態系統類型的站點，它們具備長期（超過7年）的通量和氣象觀測，以研究生態系統GPP對熱浪的響應。本研究的目標是：（1）探究多種生態系統類型和植物功能類型中GPP對熱浪的響應；（2）量化和對比高溫條件下不同生態系統GPP的生物物理調控機制；（3）探究熱浪期間的生態系統水分利用策略。

相關焦點

  • 雖是初夏時節，熱浪已經襲擊歐洲西部地區，多地最高氣溫超40℃
    歐洲氣候類型分布圖並不是所有地區都有明顯的四季更替，就緯度而言，一般低緯度熱帶地區和高緯度寒帶地區四季更替都不是很明顯，中緯度溫帶地區的四季更替是最為明顯的。在熱浪的肆虐下，印度北部有些地區最高氣溫超過45℃的極端天氣，已經持續了超過三個星期。在6月10日當天，是印度首都新德裡最熱的一天，極端最高氣溫達到了48℃。
  • 雖是初夏時節,熱浪已經襲擊歐洲西部地區,多地最高氣溫超40℃
    從四季變化角度來說，就北半球而言，一般3月、4月和5月為春季；6月、7月和8月為夏季；9月、10月和11月為秋季；12月、1月和2月為冬季。歐洲氣候類型分布圖並不是所有地區都有明顯的四季更替，就緯度而言，一般低緯度熱帶地區和高緯度寒帶地區四季更替都不是很明顯，中緯度溫帶地區的四季更替是最為明顯的。
  • 我國多地高溫破極值 熱浪席捲北半球
    新華社北京7月30日電 題：我國多地高溫破極值 熱浪席捲北半球新華社記者 劉詩平7月10日以來，高溫天氣一直盤踞我國中東部地區，多地高溫天氣突破極值。與此同時，北半球三大洲高溫事件頻發。今年夏天高溫為何如此之強？熱浪為何席捲北半球？
  • 全球變冷促使360萬年來亞洲中緯度地區氣候急劇變幹
    通過鑽取並分析青藏高原北緣西崑侖山前迄今世界最厚完整黃土巖芯（圖1），中科院青藏高原地球科學卓越創新中心、中科院青藏高原所新生代環境團隊方小敏研究員與中科院地球環境研究所安芷生院士等共同主導的研究發現，北半球高緯度冰量增加和全球變冷，可能是驅動亞洲中緯度地區360萬年以來乾旱氣候和西風環流演化的主控因素，並可能通過粉塵輸送對北太平洋和南海生物生產力及與其相關的大氣
  • 全球變暖導致北半球中緯度風能資源減少
    近日，一個美國研究小組預計，隨著氣候變暖，北半球中緯度可用的風能資源將減少，而風能是減少碳排放的關鍵。研究認為受影響較為明顯的是美國中部、英國、愛爾蘭、中東北部以及亞洲中部、北部和遠東區域。儘管如此，區域性研究表明，風能資源（可通過渦輪轉變成能源的風量）受制於氣候變化的影響。 美國科羅拉多大學博爾德分校的Kristopher Karnauskas及同事將全球氣候模型模擬結果與工業風能渦輪曲線結合起來，得出預期氣候變化對未來風能產能的影響。他們發現以美國中部為例，到2050年該地區的平均風能預計將減少8~10%，到2100年將減少14~18%，具體取決於排放量。
  • 氣候變化或引發熱浪增加農作物風險
    日前，發表在《自然-氣候變化》上的一項研究表明，與熱浪和乾旱相關的極端天氣正在增加全球主要農作物（例如小麥、玉米和大豆）同時歉收的風險。　　通常一個地區的作物歉收可以與另一地區的豐收相抵消，而存儲和貿易系統可以抵禦短期內的天氣變化。
  • 全球變暖導致北半球中緯度風能資源減少—新聞—科學網
    近日，一個美國研究小組預計，隨著氣候變暖，北半球中緯度可用的風能資源將減少，而風能是減少碳排放的關鍵。
  • 21世紀末,北半球將出現24小時的熱浪,無法避免
    全球變暖導致世界多地在2019年打破了高溫紀錄，然而，根據一項新研究，到本世紀末，北半球炎熱的天氣和24小時的熱浪發生的可能性將增加4至8倍。氣候科學家警告說，即使全球變暖得到控制，無情的熱浪也會炙烤北半球。眾所周知，極端天氣，尤其是在最熱的季節，會對社會和環境造成不利影響。
  • 極端熱浪侵襲北半球 歐美多地迎「最熱6月」
    極端熱浪侵襲北半球 歐美多地迎「最熱6月」 2017-06-23來源：中國新聞網作者：${中新記者姓名}責任編輯：李夏君 　　中新網6月23日電 據外媒報導，北半球近日遭極端熱浪侵襲
  • 高溫熱浪「燒烤」北半球:中國現「蒸烤雙拼」,韓日破歷史極值
    高溫熱浪「燒烤」北半球：中國現「蒸烤雙拼」，韓日破歷史極值 2018「燒烤」北半球：中國現「蒸烤雙拼」，韓日破歷史極值　　【環球時報綜合報導】「燒烤模式席捲北半球」「地球在燃燒」……連日來，從東亞到歐洲，北半球多地「高燒」難退，媒體上充滿了對高溫、熱浪的吐槽。
  • 熱浪來襲多國「炎值」爆表 一撥漲價潮要來了?
    而這樣的炎熱天氣其實不只在國內，入夏以來，鄰近的日本、韓國、朝鮮，遠一點的歐洲、北美洲、北部非洲，都遭遇了罕見的高溫天氣，範圍幾乎覆蓋整個北半球。甚至，北極圈內的一些地區氣溫都超過了30℃。　　北極圈內現30.4℃罕見高溫 往年7月平均最高15℃　　罕見高溫幾乎覆蓋整個北半球。甚至，北極圈內的一些地區氣溫都超過了30℃。
  • 熱浪席捲北半球 北極現罕見高溫 究竟是誰在「燜燒」地球?
    今年入夏以來，高溫熱浪席捲北半球，歐美以及亞洲多國遭遇持續高溫天氣，部分地區出現乾旱火災，北極圈氣溫甚至超過30℃。是什麼原因導致北半球出現持續高溫？為何北極地區發「高燒」？記者就這些問題採訪了氣象專家。
  • 熱浪席捲北半球!北極圈溫度罕見飆升超30℃ 誰在"燜燒"地球?
    今年入夏以來，高溫熱浪席捲北半球，歐美以及亞洲多國遭遇持續高溫天氣，部分地區出現乾旱火災，北極圈氣溫甚至超過30℃。是什麼原因導致北半球出現持續高溫？為何北極地區發「高燒」？8月初的北極地區。馬京津 攝影8月初的北極地區。王曉雯 攝影氣候變暖導致高溫風險加劇從氣候背景來看，全球氣候變暖導致高溫風險加劇，是今年高溫熱浪異常的大背景。艾婉秀表示，全球氣候變暖的趨勢並不意味著每個地區的增暖速度都一樣。
  • 中科院團隊破解360萬年來亞洲中緯度氣候變化
    中新網北京9月23日電 (記者 孫自法) 中國科學院科研團隊最新通過分析青藏高原北緣西崑侖山前迄今世界最厚完整黃土巖芯的研究發現，360萬年來，亞洲中緯度乾旱區氣候總體呈持續變幹趨勢，全球變冷尤其北半球高緯度冰量增加和冰蓋擴展，可能是驅動亞洲中緯度地區360萬年以來西風氣候變化和乾旱化的主控因素，並可能通過粉塵輸送對北太平洋和南海生物生產力及與其相關的大氣二氧化碳濃度吸收和全球變冷產生重要影響
  • 從溼潤大陸性和溫帶海洋性氣候引入的雲杉種在我國中緯度季風地區...
    國家林業和草原局政府網10月9日訊 雲杉是北半球北部山區和亞高山森林的重要組成部分，其材質優良，具有重要的經濟和生態價值。氣候是影響植物分布和生長性能的主要因素。然而，氣候因素對雲杉屬植物的生長和木材性能還沒有進行系統評價。
  • 北半球酷暑南半球奇寒 專家稱夏熱冬冷或加劇
    新華社記者趙長春攝　　最近一段時間，北半球各國先後遭遇了「集體高溫」。而在人們印象裡很少與「嚴寒」掛鈎的南半球國家，卻紛紛遭遇數十年不遇的極端寒冷天氣。為什麼一南一北，會同時出現極端天氣？地球到底怎麼了？
  • 高溫熱浪再度席捲歐洲 法國部分地區達40℃
    中國天氣網訊 繼6月下旬歐洲多國遭遇持續高溫熱浪襲擊後，7月20日以來，西班牙、法國、義大利等歐洲南部國家再度出現32℃以上的高溫天氣，23日法國部分地區最高氣溫達40-42℃。　　今年6月下旬，歐洲經歷了「有記錄以來的最熱六月」。
  • 全球變暖,北半球風力會減弱?
    到本世紀中後期，北半球可供利用的風能資源將大量減少，南半球一些地區風能資源則可能急劇增加，風電開發潛力整體向南轉移。　　1.風能資源分布或向南半球轉移　　極地冷，赤道暖，南北半球中緯度地帶常年盛行西風，也叫熱成風。這一道風帶中，平均風速比其他地方更大，聚集了大量的風能資源，並覆蓋了包括中國在內的北半球許多國家。
  • 北半球酷暑南半球奇寒 專家:夏熱冬冷或加劇(圖)
    北半球「一熱到底」　　說起高溫，人們總是想到中東國家、南亞、東南亞等地，對中國、美國等中緯度國家出現炎熱夏天也不會奇怪。但是，這個夏天，北半球不但南邊熱、中間熱，連高緯度的芬蘭、俄羅斯都難以倖免，可以說是「一熱到底」。　　芬蘭：地處北歐的芬蘭，向來天氣涼爽，即使在「夏天」，大多數時候氣溫最多也就20度出頭。
  • 數據解讀:我國多地高溫破極值 北半球都很「熱」
    近期，我國中東部地區悶熱難耐，7月30日06時，中央氣象臺繼續發布高溫黃色預警，截至30日，中央氣象臺已連續17天發布高溫預警。此次高溫過程從7月12日前後逐漸發展至今，已持續兩周多時間，影響範圍涉及中東部大部分地區。