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《科学通报》

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青藏高原近地表大气氧含量,受哪些因素影响因素?

2022-07-27 23:04:00

  北京师范大学/青海师范大学史培军教授团队在《科学通报》2021年第31期发表论文“再论青藏高原近地表大气相对氧含量影响因素的贡献率”,作者利用2018~2020年夏季在青藏高原不同区域487个采样点的科考数据,发现海拔、气温、植被覆盖度对近地表大气氧含量的贡献达82%,其余未解释部分可能与植被净第一性生产力、土壤异养呼吸等其他因素有关。在此基础上,作者提出了青藏高原近地表大气氧含量影响因素的框架图,并指出需要继续从光照、植被光合作用、土壤异养呼吸等多个方面继续深化研究。

  青藏高原空气稀薄,缺氧是极其重要的致灾因子之一。短居人群(外来游客)在青藏高原地区可能会发生急性高原病,具体表现为头痛、疲劳、眩晕、心悸、失眠、食欲不振等症状,严重时会引发急性高原肺水肿、高原脑水肿等疾病。青藏高原常居(世居)人口健康也受到高海拔缺氧的影响。2017年,西藏、青海人口的期望寿命分别为69.99、73.47岁,分别比同期全国平均的77.18岁低7.19、3.71岁,除医疗卫生条件等因素之外,缺氧环境在其中起着重要作用。

  史培军教授研究团队于2018~2020年夏季在青藏高原不同区域展开了系列科考,对487个采样点的经纬度、海拔高度、气温、大气压、氧含量、植被覆盖度等数据的分析发现:

  青藏高原近地表氧含量受到海拔的负影响,青藏高原海拔每上升1000m,氧含量下降约0.15%;

  青藏高原近地表氧含量的变化还受到气温和植被覆盖度的正影响,气温每上升10 ℃,氧含量上升约0.21%;每增加10%的植被覆盖度,氧含量增加约0.02%(见下图)。

氧含量,气温,植被覆盖度

  近地表相对氧含量与海拔、气温及植被覆盖度的关系

(红色线为其线性拟合,红色阴影为95%置信区间,右侧和上侧分别为氧含量与对应因子频数(频率)分布)

  海拔、气温、植被覆盖度对氧含量的相对贡献率分别为47%9(负)、32%(正)及3%(正)。海拔、气温、植被覆盖度只解释了对近地表大气相对氧含量贡献的82%,其他未解释部分可能与光照、植被NPP、土壤异养呼吸作用等其他因素有关。因此,需要继续从光照、植物光合作用、土壤异养呼吸等影响产氧/耗氧的过程以及大气环流等影响氧含量分配的多个维度综合考虑青藏高原氧含量的时空差异(见下图)。

青藏高原,大气相对含氧量,影响因子

  青藏高原近地表大气相对氧含量影响因子图解

  (“+”“−”为地理要素对近地表大气相对氧含量的正或负影响)

  作者还指出,今后需通过更多的野外测量数据在更精细的时空尺度上分析、检验上述研究结果,以此推动对青藏高原氧含量变化时空差异的深入研究,以及高海拔地区人口缺氧健康风险的科学防范,促进高海拔地区人口环境健康安全和可持续发展。

本文来自《科学通报》

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