東北地理所在熱融湖畔泥炭地碳庫形成方面取得進展
北方泥炭地廣泛分布在北半球中高緯度的多年凍土區(qū)，是長時間尺度固碳效率最高的自然生態(tài)系統(tǒng)。水域沼澤化是泥炭地形成的重要途徑之一，初級生產(chǎn)者由藻類為主轉(zhuǎn)變?yōu)槌了参锘蚋∷参餅橹鳎⒅饾u形成具有高含量有機質(zhì)的泥炭層，進而明顯提高了原有湖泊生態(tài)系統(tǒng)所在區(qū)域自然生態(tài)系統(tǒng)的碳捕獲能力。全球氣候變暖正加速北半球多年凍土退化，引發(fā)地表下陷并在水汽充足地區(qū)造成地表積水進而形成熱融湖塘。由于熱融湖塘邊緣區(qū)域水位較淺，沼生植被逐漸成為優(yōu)勢物種并促使熱融湖畔泥炭地的形成，成為獨特的熱融湖–泥炭地–森林復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)類型。相比于傳統(tǒng)水域沼澤化過程，熱融湖畔泥炭地的形成過程通常具有形成時間短、碳庫累積快、受地貌因素影響大等特點。然而當前研究尚未明確氣候變化和地貌改變對熱融湖畔泥炭地形成過程的影響以及熱融湖畔泥炭地的形成對區(qū)內(nèi)碳收支的影響。
為了明確多年凍土區(qū)熱融湖畔泥炭地碳庫的形成過程及碳累積過程。濕地演化與生態(tài)功能學(xué)科組的研究人員以位于全球中高緯度多年凍土區(qū)最南緣的大興安嶺北部（圖強）地區(qū)中典型熱融湖畔泥炭地為研究對象，通過野外樣帶調(diào)查和多鉆孔泥炭沉積記錄分析發(fā)現(xiàn)，干旱事件和局部地貌對熱融湖畔泥炭地的湖向擴張進程產(chǎn)生重要影響，擴張速率介于2 cm yr-1 ~ 32 cm yr-1；受水位下降和氣候變暖的雙重影響，自1950s起熱融湖畔泥炭地由形成初期的緩慢碳累積階段轉(zhuǎn)變?yōu)榭焖偬祭鄯e階段，碳累積速率從45.2±5.5 g C m-2 yr-1增至 330.5±14.4 g C m-2 yr-1；泥炭地面積擴張與快速碳累積速率共同促進了熱融湖畔泥炭地總碳儲量的顯著增加，在公元1700年以前，泥炭地形成初期的面積增加是導(dǎo)致泥炭地碳庫儲量增加的最主要因素，而自1950s以來，快速碳累積速率是導(dǎo)致泥炭地碳儲量增加的最主要因素，并促使所研究的泥炭地累積了近總碳儲量（1.14×104噸）三分之一的碳；此外，隨著熱融湖畔泥炭地進入快速碳累積階段，泥炭中化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定的芳香類化合物的比例從 29.3% 增至 32.3%，表明近年來熱融湖畔泥炭地土壤碳庫的化學(xué)穩(wěn)定性也有所提高。
圖1 大興安嶺北部多年凍土區(qū)典型熱融湖畔泥炭地形成過程及碳庫累積變化
相關(guān)研究成果發(fā)表于古環(huán)境地質(zhì)領(lǐng)域經(jīng)典期刊Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology，由東北地理所碩士研究生高江濤為第一作者。該項研究工作得到國家自然科學(xué)基金 (42494822, 42301120, 42171103, 42330509)、國家重點研發(fā)計劃 (2023YFF0807201)、吉林省科技廳 (20250101022JJ) 等項目資助。
Gao Jiangtao, Cong Jinxin, Li Guangxin, Shi Yingjie, Han Dongxue*, Wang Guoping, Gao Chuanyu*. Permafrost peatland development at thermokarst lake margins in the northern Greater Khingan Mountains of Northeast China: Rapid areal increase and carbon accumulation since the 1950s. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2025,113281. DOI:10.1016/j.palaeo.2025.113281
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