多年凍土區占全球陸地面積的16%，儲存著1.3萬億噸碳，其碳儲量約為全球土壤碳庫的1/2。氣候變暖背景下凍土融化會引起大量土壤碳釋放，進而可能導致凍土碳循環與氣候變暖之間的正反饋效應。由于陸面過程模型中劃分的概念性土壤碳庫不可直接測量，使得目前預測的凍土碳動態及其與氣候變暖之間的反饋效應仍存在很大不確定性。因此，理解不同土壤碳組分對凍土融化的響應對于準確認識凍土碳-氣候反饋關系具有重要意義。以往研究主要關注整土碳含量，尚不清楚不同土壤碳組分對凍土融化的響應規律。
中國科學院植物研究所研究員楊元合團隊與中國林業科學研究院森林生態環境與自然保護研究所等單位合作，基于青藏高原多年凍土區典型熱融塌陷序列，結合區域尺度觀測，揭示了表層土壤不同碳組分對熱融塌陷的響應規律。研究人員發現，凍土融化導致顆粒態有機碳含量顯著下降，而鐵結合態有機碳含量顯著增加。此外，顆粒態有機碳占總有機碳的比例沿凍土塌陷序列逐漸下降，而鐵結合態有機碳和礦物結合態有機碳的比例則持續上升，表明熱融塌陷導致土壤碳穩定性增強。進一步研究發現，熱融塌陷引起的土壤含水率下降和絡合態鐵氧化物增加分別是導致顆粒態有機碳損失和鐵結合態有機碳積累的關鍵因素。這些結果揭示了不同土壤碳組分對凍土融化的差異性響應，為預測凍土碳循環與氣候變暖之間的反饋關系提供了重要啟示。
該項研究成果于近日在線發表于Nature Communications。相關研究工作得到國家自然科學基金、第二次青藏高原綜合科學考察研究等項目的資助。
顆粒態有機碳（POC）、礦物結合態有機碳（MAOC）以及鐵結合態有機碳（OC-Fe）對凍土融化的差異性響應
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