吳朝陽團隊在 Nature Geoscience發(fā)表凍土火災反饋論文
持續(xù)的氣候變暖和北極放大效應正在加速永久凍土的融化，這不僅會釋放儲存的碳，還會放大碳-氣候反饋，并破壞基礎設施。融化還會加厚活動層厚度（ALT）——即永久凍土層上方經(jīng)歷季節(jié)性凍融循環(huán)的土壤層。活動層在寒冷生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著至關重要的作用，因為它調節(jié)著大多數(shù)生態(tài)、水文和生物化學過程。盡管永久凍土融化對北極北方森林火災的反饋機制具有深遠的影響，但人們對這些機制仍然知之甚少。近日，中國科學院地理科學與資源研究所吳朝陽研究員團隊聯(lián)合南京大學、美國、瑞士和法國等國內(nèi)外全球變化領域科研人員，系統(tǒng)開展了凍土凍融對北方極地針葉林火災反饋的研究。
研究基于多源衛(wèi)星反演的植被綠度指標、火災數(shù)據(jù)和凍融監(jiān)測，對凍土火災反饋進行了綜合分析。結果表明，永久凍土融化會同時加劇火災天氣、促進植被生長并使地下燃料干燥，從而共同增加火災活動和排放量。這些級聯(lián)效應會形成正向的火災-氣候反饋，威脅北極-北方森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并進一步加速氣候變化。雖然之前的氣候模擬已經(jīng)強調了永久凍土融化可能產(chǎn)生的氣候反饋及其對野火活動的潛在影響，但直接觀測證據(jù)仍然有限。研究通過以下方式提供了此類證據(jù)：(1) 識別了連接融化與火災機制的關鍵機制；(2) 展示了植被增加和地下燃料干燥在塑造北極-北方森林野火中的作用；(3) 量化了永久凍土融化導致的額外過火面積和火災排放量。相關研究成果近期發(fā)表在 Nature Geoscience。
李嘉玲和賴耕科博士為論文的第一作者，吳朝陽研究員為論文通訊作者。本研究獲得國家杰出青年科學基金等的資助。
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論文信息：Jialing Li?, Gengke Lai?, Lin Meng, Constantin M. Zohner, Josep Pe?uelas, Sander Veraverbeke, Jan Hjort, Philippe Ciais, Yang Chen, Xin Li, Chaoyang Wu*. Amplified Arctic–boreal fire regimes from permafrost thaw feedbacks. Nature Geoscience, 2026.
論文鏈接： https://doi.org/10.1038/s41561-025-01894-y
上圖總結了本研究識別的作用機制路徑。多年凍土融化加深了活動層厚度，改變了土壤水文過程和養(yǎng)分可利用性，從而促進植被增加，并引起植物群落組成的變化，包括北方針葉林區(qū)的森林擴張以及苔原地區(qū)的灌叢化。由融化驅動的植被變化降低了地表反照率并提高了近地表氣溫，導致大氣環(huán)境更加溫暖和干燥。與此同時，融化引起的土壤干燥增強了地下燃料的干燥程度，加劇了火險氣象條件，從而增加了燒毀面積和火災排放?；馂尼尫诺亩趸己图淄樵黾樱又嗄陜鐾寥诨瘞淼纳镂锢碓鰷匦?，共同強化了區(qū)域氣候變暖，并進一步反饋促進多年凍土退化。總體構成了一個正向的“多年凍土–火災–氣候”反饋環(huán)。
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