多年冻土区正在经历显著的气候变暖，其增温速率约为全球平均增温速率的2-4倍。伴随着快速的气候变暖，多年冻土区出现了以“活动层厚度增加和热喀斯特地貌形成”等为标志的冻土融化现象。气候变暖引起的多年冻土融化会导致土壤中长期封存的大量有机质被微生物分解，以二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）等温室气体的形式释放至大气，从而进一步加剧气候变暖。与活动层厚度增加相比，热喀斯特地貌的形成能在较短时间内导致植被、土壤和水文等过程发生剧烈变化，对生物地球化学循环产生更为强烈的影响。在此背景下，解析热喀斯特地貌的形成对温室气体排放的影响，对于准确认识多年冻土区碳氮循环与气候变暖之间的反馈关系至关重要。然而，以往研究主要关注热喀斯特地貌形成如何影响土壤温室气体排放，尚未考虑植被介导的CO2吸收对生态系统碳收支的贡献。

针对上述问题，中国植物学会理事、中国科学院植物研究所杨元合研究组以青藏高原多年冻土区典型的热喀斯特地貌─热融塌陷为研究对象，建立了区域尺度热喀斯特联网观测平台，并于2023年和2024年开展了连续2个生长季的温室气体通量原位观测，在此基础上揭示了热喀斯特地貌形成对植被碳吸收以及温室气体通量的影响。研究人员发现，热喀斯特地貌形成显著增加了CO2 （即生态系统呼吸，ER）、CH4和N2O通量，进而导致土壤温室气体排放显著增加。然而，热喀斯特地貌形成同时显著促进了总初级生产力（GPP）和生态系统净交换（NEE），从而促进植被生长和碳固定，在一定程度上抵消土壤非CO2温室气体排放。上述发现提供了“热喀斯特地貌形成通过促进植被碳吸收可部分抵消土壤温室气体排放”的大尺度观测证据，为陆面过程模型准确预估冻土碳/氮-气候反馈关系提供实验依据。

该项研究成果于8月18日以简讯在线发表于国际学术期刊National Science Review。植物所博士研究生郑志虎为论文第一作者，杨元合研究员为通讯作者。植物所杨贵彪副研究员、彭云峰研究员和陈蕾伊研究员等参与了部分工作。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。

文章链接：

https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwaf340/8237442

温室气体通量沿冻土融化序列的变化特征

 文章来源：中国科学院植物研究所