近日，中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所等单位科研人员杨萍、黄建平、杨帆、郑新倩、高佳程、宋美琪、马明杰、阿力木·买买提、周成龙、霍文、杨兴华、宋清凡、斯亚兰·阿不都卡德在学术期刊《Advances in Atmospheric Sciences》（AAS）发表了题为“Dataset Construction of CO₂ Flux over Shifting Sand in the Taklimakan Desert and Assessment of Carbon Sequestration Capacity”（塔克拉玛干沙漠流沙CO₂通量数据集构建及固碳能力评估）论文。

该研究以塔克拉玛干沙漠流沙下垫面为研究对象，基于研究团队前期建立的考虑水热相互作用与土壤属性的经验性CO₂通量估算方案，利用塔中站2004—2021年小时尺度地表土壤温度、10 cm深度土壤温度与体积含水量观测数据，结合沙漠多点土壤采样获取的土壤有机碳（SOC）和pH数据，以及2000—2022年ERA5逐小时多层土壤温湿度再分析资料，构建了塔克拉玛干沙漠流沙区小时尺度、0.25°×0.25°空间分辨率的CO₂通量数据集（2000—2022年），系统分析了全沙漠流沙下垫面固碳能力的时空变化特征。结果表明，塔克拉玛干沙漠流沙CO₂通量时空格局受流沙温度、水分和土壤属性共同控制，全沙漠流沙区每年约固定1.05×10⁶ t CO₂；约三分之二的流沙区域表现为碳汇，而西北边缘约三分之一区域因降水较多、有机碳含量较高表现为碳源，最大排放速率达64.49 g·m⁻²·yr⁻¹；沙漠腹地流沙年均固碳速率为4.85 g·m⁻²·yr⁻¹（折合碳为1.32 g·m⁻²·yr⁻¹），明显低于美国莫哈韦沙漠等降水较多、部分有稀疏植被覆盖的荒漠区。研究进一步发现，当10 cm土壤体积含水量年均值超过0.004 m³·m⁻³时，微生物活性和有机碳分解迅速增强，可导致整个流沙下垫面由碳汇转为碳源；2000—2022年约三分之二流沙区域固碳能力呈下降趋势。在西北地区暖湿化背景下，降水增加（尤其是短时强降水）会削弱裸流沙的非生物固碳能力及其稳定性，这一过程可能因气候变化正反馈而加速。该研究为认识荒漠在全球碳循环中的作用、评估荒漠固碳潜力及制定碳中和策略提供了科学依据。

图1 塔克拉玛干沙漠流沙下垫面年均CO₂通量空间分布（2000—2022年）

该项研究由中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所、济南大学文化和旅游学院、兰州大学大气科学学院/西部生态安全协同创新中心、新疆农业气象台、陕西师范大学地理科学与旅游学院、济南大学水利与环境学院、新疆大学地理与遥感科学学院等单位合作完成，杨萍为第一作者，杨帆为通讯作者。该研究得到中国气象局青年创新团队项目（CMA2024QN13）、中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（IDM2024001）、中国博士后科学基金项目（2022MD723851、2025MD774146）、新疆维吾尔自治区“天山英才”培养计划（2025）和中国气象科学研究院科技发展基金项目（2021KJ034）共同资助。

（作者：杨萍  校对：钟玉婷  审核：刘红霞）