科研進展
野火對高緯度多年凍土關(guān)鍵區(qū)影響研究獲新進展
在全球氣候變暖背景下，北方高緯度多年凍土區(qū)正面臨著野火頻發(fā)導(dǎo)致的強烈熱擾動，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)年碳排放異常增加。數(shù)據(jù)顯示，1997-2023年，高緯度凍土區(qū)野火年均碳排放量以8.1 ± 2.9 Tg C的速度顯著上升，而全球野火總碳排放量呈下降趨勢。作為重要的陸地碳庫，高緯度凍土區(qū)野火頻發(fā)對區(qū)域內(nèi)儲存的大量的碳構(gòu)成嚴(yán)重威脅，可能引發(fā)不可逆的系統(tǒng)性轉(zhuǎn)變。
中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學(xué)與凍土工程全國重點實驗室研究團隊，聯(lián)合東北林業(yè)大學(xué)等多家高校及科研機構(gòu)，創(chuàng)新性地提出“多年凍土關(guān)鍵區(qū)（Permafrost Critical Zone，PCZ）”概念，將經(jīng)典的地球關(guān)鍵區(qū)（Critical Zone）框架拓展至脆弱的冰凍圈生態(tài)系統(tǒng)，基于整體的地球系統(tǒng)這一科學(xué)視角，重新全面審視了野火擾動對高緯度PCZ的連鎖影響。
研究表明，高緯度多年凍土區(qū)野火引發(fā)的有機層燃燒和地表反照率降低導(dǎo)致了PCZ失穩(wěn)，使地表溫度升高了7°C，凍土活動層厚度增加了六倍。這種劇烈的熱沖擊從根本上改變了水文路徑，并加速了地下冰融化，改變了多年凍土區(qū)的水分儲存，加劇了地表徑流。此外，野火會急劇降低高緯度凍土區(qū)土壤微生物多樣性，重構(gòu)適應(yīng)低溫的土壤微生物群落，引發(fā)區(qū)域內(nèi)不同的植被演替軌跡。
研究指出，盡管高緯度凍土區(qū)生態(tài)與水熱系統(tǒng)的恢復(fù)有助于重建區(qū)域內(nèi)的碳水循環(huán)功能，但在氣候變暖背景下，野火反復(fù)發(fā)生所產(chǎn)生的疊加效應(yīng)，將導(dǎo)致多年凍土生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)不可逆退化。
研究還強調(diào)了將PCZ動態(tài)納入地球系統(tǒng)模型，對預(yù)測氣候臨界點（Tipping Points）以及制定長期可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略（SDGs）具有重要的科學(xué)價值。
相關(guān)成果以Wildfires destabilize permafrost critical zones in northern high latitudes為題，作為封面文章發(fā)表于國際期刊npj Climate and Atmospheric Science。西北研究院李曉英研究員、東北林業(yè)大學(xué)金會軍教授為論文共同第一作者，西北研究院王曉明研究員為論文通訊作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金、科技部重點研發(fā)計劃青年科學(xué)家項目、第二次青藏高原綜合科學(xué)考察項目、碳中和與能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型計劃項目等的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41612-026-01450-4
野火對高緯度多年凍土關(guān)鍵區(qū)（PCZ）影響示意圖
