代表性研究成果名称	中国陆地生态系统碳通量/储量及其时空格局机制
基础类或应用基础类或基础性类	基础性类
完成单位署名排序	1
本室参加的固定人员名单	于贵瑞，孙晓敏，王绍强，何洪林，温学发，张雷明，伏玉玲，樊江文，刘允芬，李俊，石培礼，李胜功
是否保密	否
陆地生态系统碳、水循环和能量平衡是驱动生态系统变化的关键过程，也是支持生态系统服务功能的基础。全球变化深刻影响着生态系统碳、水循环过程，而后者的变化又反馈影响全球变化。所以，研究生态系统碳、水循环过程一直是国内外生态学研究的前沿，也是我国增加陆地碳汇、应对全球气候变化、减缓我国减排和限排压力的重大科技需求。在中国科学院重大项目“中国陆地和近海生态系统碳收支”和国家973计划“中国陆地生态系统碳循环及其驱动机制研究”等项目的支持下，建立了具有国际先进水平的中国陆地生态系统通量观测研究网络 (ChinaFLUX) 平台，并开展了中国土壤和植被碳蓄积量的样带调查和各种普查数据的收集整编工作。以此为基础，深入开展了中国陆地生态系统碳通量/储量及其时空格局机制研究，取得了以下几个方面的重要进展。 （1）创建了中国陆地生态系统通量观测研究网络平台(ChinaFLUX) 以微气象学涡度相关技术为主要技术手段，在国内率先设计和建立了中国陆地生态系统通量观测研究网络(ChinaFLUX)，首次在中国典型陆地生态系统进行CO2和水热通量的长期连续观测：1）建立了中国陆地生态系统通量观测理论和技术的方法论体系，实现了复杂地形和非理想气象条件下生态系统尺度植被/大气间CO2和水热通量的长期观测；2）在亚洲季风区首次获得了10个中国典型陆地生态系统连续6年的CO2、H2O和能量通量及相关生物和气象要素的动态变化数据，为定量评价中国典型森林、草地和农田生态系统碳汇源功能的时空格局特征与驱动机制提供了支撑；3）在国内外首次实现了生态系统大气水汽18O/16O和D/H同位素比值和通量的原位连续观测，突破了稳定同位素技术与涡度相关技术有机结合的瓶颈。4）以ChinaFLUX的通量观测数据为核心，建立了ChinaFLUX碳通量观测研究数据管理和分析的信息服务系统（ChinaFLUX-DIS），并制定了ChinaFLUX元数据规范。ChinaFLUX的建立和发展，填补了国际通量观测网络（FLUXNET）在中国区域的空白，引领了中国区域通量观测事业的发展。 （2）首次定量评价了我国主要类型生态系统碳汇源强度及其年际变异特征 基于连续6年的CO2和水热通量数据及相关生物和环境要素数据，并利用反映气候和植被类型梯度变化的样带概念与理论，系统评价了中国主要陆地生态系统碳通量和碳汇源强度及其年际变异特征。研究表明，中国东部地区的主要森林生态系统都是重要的大气碳汇，其强度由南到北逐渐减小；即使是老龄的长白山温带针阔混交林和鼎湖山南亚热带常绿阔叶林也都表现出明显的碳汇功能；我国草地生态系统的碳收支空间变异较大，内蒙古半干旱羊草草原因降水的减少，而成为一个较弱的碳源；地处青藏高原北缘的海北高寒草甸和高寒灌丛草甸都是明显的碳汇，而海北沼泽化草甸则是稳定的碳源；位于青藏高原南缘、高海拔地区的当雄草原化高寒草甸则基本处于碳平衡，或表现为很弱的碳源。各种森林生态系统年净碳收支的年际变化较小，而北方温带草地和青藏高原高寒草甸的年际变化较大。 （3）揭示了我国主要类型生态系统碳汇源强度的控制机制 在生态系统GPP、NEP和RE的环境控制机制研究中，发现了北方森林和草地在高光强条件下的“光抑制”、生态系统碳源汇转变界限温度的变异性、对温度季节变化的非对称响应、以及土壤和生态系统呼吸Q10的变异性等一些重要生态学现象；揭示了中国区域生态系统GPP、NEP和RE的空间格局特征、以及年降水和温度对年GPP、NEP和RE的控制机制，阐明了南方季节干旱对生态系统碳固定的影响，不同生态系统碳固定的水分消耗特征以及水分条件对生态系统生产力的限制规律，森林和草地样带的生态系统水分利用效率的生物和环境控制因子，生态系统蒸腾蒸发与光合作用的耦合和解耦合机制和条件。 （4）揭示了中国区域碳储量的空间格局形成机制 利用多种数据资源评估中国陆地土壤有机碳储量为84.86±25.32 Pg C，无机碳储量大约60 Pg C，氮总储量为8.14±2.17 Pg，磷总蓄积量为3.5 Pg，草地植被的加权平均碳密度为1.002±0.397 kg m-2。中国陆地生态系统NEP占全球陆地净碳吸收（1.9 Pg C yr-1）的5.26%，现实NEP (0.1Pg C)约占1990年能源排放的15.3%；占2005年能源排放的6.6%，并且还具有极大的碳汇增长空间，相关研究成果为我国应对气候变化提供了科学依据。 发表论文120余篇，其中SCI收录71篇，注册软件著作权1项，出版专著2部，发表在Agriculture and Forest Meteorology的论文获“第一届中国百篇最具影响优秀国际学术论文”。

成果佐证清单：

1)于贵瑞和孙晓敏等著. 2008.《中国陆地生态系统碳通量观测技术及时空变化特征》.科学出版社, 1-676

2)于贵瑞和孙晓敏等著. 2006.《陆地生态系统通量观测的原理与方法》. 高等教育出版社, 1-508

3)Zhang L M, Yu G R, Sun X M, et al. 2006. Seasonal variations of ecosystem apparent quantum yield (α) and maximum photosynthesis rate (Pmax) of different forest ecosystems in China. Agricultural and Forest Meteorology, 137, 176-187

4)Yu G R, Zhang L M, Sun X M, et al. 2008. Environmental controls over carbon exchange of three forest ecosystems in eastern China. Global Change Biology, 14, 2555-2571

5)Yu G R, Wen X F, Sun X M, et al. 2006. Overview of ChinaFLUX and evaluation of its eddy covariance measurement. Agricultural and Forest Meteorology, 137: 125-137

6)Yu G R, Song X, Wang Q F, et al. 2008. Water-use efficiency of forest ecosystems in eastern China and its relations to climatic variables.New Phytologist, 177, 927-937

7)Wen X F, Yu G R, Sun X M, et al. 2006. Soil moisture effects on the temperature dependence of ecosystem respiration in a subtropical pinus plantation of southeastern China. Agricultural and Forest Meteorology, 137: 166-175

8)Wen X F, Sun X M, Zhang S C, et al. 2008. Continuous measurement of water vapor D/H and 18O/16O isotope ratios in the atmosphere. Journal of Hydrology, 349, 489-500.

9)Sun X M, Zhu Z L, Wen X F, et al. 2006. The impact of averaging periods on eddy fluxes observed over ChinaFLUX sites. Agricultural and Forest Meteorology, 137, 188-193

10)Li Z Q, Yu G R, Li Q K, et al. 2006. Effect of spatial variation on areal evapotranspiration simulation in Haibei, Tibet plateau, China. International Journal of Remote Sensing, 27(16): 3487-3498

11)Hu Z M, Yu G R, Fu Y L, et al. 2008. Effects of vegetation control on ecosystem water use efficiency within and among four grassland ecosystems in China. Global Change Biology, 14, 1609-1619, doi: 10.1111/j.1365-2486.2008.01582.x

12)Wang S Q, Huang M, Shao X, et al. 2004. Vertical Distribution of Soil Organic Carbon in China. Environmental Management, 33(Suppl. 1): S200-S209

13)Mi N, Wang S Q, Yu G R. et al. 2008. Soil inorganic carbon storage pattern in China. Global Change Biology, 14, 2380-2387

14)Fan J W, Zhong H P, Warwick H, et al. 2008. Carbon storage in the grasslands of China based on field measurements of above- and below-ground biomass. Climatic Change, 86, 375-396

15)Wang S Q, Yu G R, Zhao Q J, et al. 2005. Spatial characteristics of Soil Organic Carbon Storage in China’s croplands. Pedosphere, 15(4): 417-423