科研進展
青藏高原熱喀斯特地貌對高寒生態(tài)系統(tǒng)碳動態(tài)影響研究獲新進展
青藏高原是全球最大的高海拔多年凍土區(qū)，儲存著大量土壤有機碳。近年來，隨著氣候變暖、多年凍土廣泛退化，熱融滑塌、熱融溝和熱融湖塘等反映多年凍土快速融化現(xiàn)象的熱喀斯特地貌廣泛發(fā)育，其對高寒生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)和氣候反饋的影響備受關(guān)注。然而，與熱融溝和熱融湖塘相比，無論是青藏高原還是環(huán)北極多年凍土區(qū)，熱融滑塌（retrogressive thaw slumps，RTS）對凍土生態(tài)系統(tǒng)碳動態(tài)的影響都缺乏系統(tǒng)性研究。
中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學與凍土工程全國重點實驗室研究團隊聯(lián)合蘭州大學、丹麥哥本哈根大學以及中國科學院植物研究所，于2024和2025年在青藏高原腹地開展系統(tǒng)性溫室氣體通量觀測，量化了熱融滑塌所導致的通量變化以及研究區(qū)域的碳收支平衡，為評估氣候變化背景下青藏高原多年凍土碳反饋提供了關(guān)鍵證據(jù)。
研究表明，熱融滑塌顯著削弱了高寒草地的碳匯功能。與未擾動區(qū)域相比，在植被被剝蝕的裸露地表，生態(tài)系統(tǒng)呼吸降低了49%，而總初級生產(chǎn)力則下降82%，導致凈生態(tài)系統(tǒng)交換增加181%，由碳匯完全轉(zhuǎn)變?yōu)樘荚础ｋm然裸露地表表現(xiàn)出持續(xù)的CH4吸收，但其吸收量級遠不足以抵消額外排放的CO2。
基于不同地表類型面積加權(quán)的碳收支估算顯示，在2024年生長季，熱融滑塌導致所研究的5個區(qū)域額外排放了181.4~1672.5 kg CO2-C，部分熱融滑塌區(qū)域已整體轉(zhuǎn)變?yōu)閮籼荚?。通過基于熱融滑塌年齡差異的通量對比觀測進一步發(fā)現(xiàn)，熱融滑塌對高寒草地碳收支的影響在時間線上呈現(xiàn)單峰軌跡，即熱融滑塌在早期階段產(chǎn)生最強的碳源效應(yīng)，此后系統(tǒng)在穩(wěn)定階段逐步恢復(fù)碳匯功能。
研究指出，盡管熱融滑塌、熱融溝和熱融湖塘等熱喀斯特地貌都源于多年凍土的快速融化，但其對區(qū)域碳動態(tài)的作用方向和強度并不相同，必須在模型中加以區(qū)分，以避免低估或誤判凍土碳反饋的強度。將熱喀斯特地貌及其隨時間變化的影響軌跡納入陸面與氣候模型，對提高全球氣候變化預(yù)測的可靠性、支撐我國高寒區(qū)生態(tài)保護與工程建設(shè)決策具有重要意義。
該研究成果以Thaw slumps alter ecosystem carbon budget in alpine grassland on the Tibetan Plateau為題，發(fā)表于國際期刊Nature Communications。西北研究院蔣觀利研究員為論文第一作者，吳青柏研究員為通訊作者。該研究得到國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學基金面上項目和甘肅省自然科學基金項目的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-66869-4
熱融滑塌形成所導致的高寒草地溫室氣體通量改變
熱融滑塌研究點的季節(jié)性碳收支和各研究點地表類型面積比例分布
熱喀斯特地貌對青藏高原高寒草地CO2和CH4通量的影響及特征
