研究表明，永久冻土塌陷地区因气候变暖而排放的二氧化碳明显多于非塌陷地区，这对全球碳循环动态产生了影响。科学家们发现，在永冻土已经坍塌的地区，土壤二氧化碳（CO2）排放对气候变暖的敏感度要高于永冻土保持完好的地区。这一结论来自最近发表在《自然-地球科学》（Nature Geoscience）上的一项研究。通过对广泛采样的土壤进行野外升温实验和实验室培养，该研究提供了面对全球气温上升时永久冻土碳-气候反馈的新见解。
在高纬度和高海拔地区，气温升高大大加速了永久冻土的融化。大约 20% 的北部永久冻土地区会发生突然融化，即所谓的热冻土，但这一地区含有大约一半的地下有机碳。突然融化会极大地改变地貌以及土壤的物理和生物特性，从而严重影响生态系统内的碳循环。
青藏高原的热喀斯特地貌。图片来源：Guanqin Wang
以往的研究未能解决气候变暖对土壤二氧化碳通量的影响在热卡岩地区和非热卡岩地区是否存在差异的问题。为了填补这一知识空白，中国科学院植物研究所杨元合教授及其团队探索了热卡岩的形成如何改变土壤对气候变暖的响应。
他们的研究采用了多种方法，包括在热喀斯特地区和非热喀斯特地区进行的重复性良好的升温实验。他们发现，恒温喀斯特地区的气候变暖引起的二氧化碳释放率是非恒温喀斯特地区的约 5.5 倍。
研究小组分析了 30 多个可能影响气候变暖导致二氧化碳释放增加的潜在因素。他们得出的结论是，温带沼泽地区的反应增强主要是由于土壤基质质量较差，以及存在较多参与分解有机碳的微生物基因。
对沿 550 千米永久冻土带的六个受热卡斯特影响地点的土壤进行的其他培养实验也证实，热卡斯特的形成大大提高了二氧化碳释放的温度敏感性，突出表明了这些土壤对气候变暖的强烈反应。
杨教授强调了他们研究结果的广泛意义，他说："作为对其全球重要性的初步探索，将土壤二氧化碳通量的变暖响应推断到北半球所有高地热卡地区，可能会有额外的0.4 Pg C 年-1的土壤碳释放，这大约是预计到 21 世纪末永久冻土土壤碳损失的四分之一。
这项研究不仅揭示了永久冻土对气候变暖的动态反应，而且有助于完善对未来永久冻土碳-气候反馈机制的预测。
编译来源：ScitechDaily