青海海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站
新闻公告高寒草地土壤冻融循环对生态水文变化的响应及其气候效应研究取得进展
作者: 海北站 更新时间: 2025-03-26
气候变化和人类活动正在显著影响高寒草地的生态水文特征，进而可能驱动草甸-湿地-湖泊的双向演变。然而，这些变化如何影响土壤冻融循环及其产生的气候效应仍缺乏深入认识。在高寒草地系统中，这一问题尤为关键，因为该系统储存着大量碳库，并具有明显的季节性冻融动态。
为深入探究高寒草地土壤冻融循环对生态水文变化的响应及其气候效应，兰州大学贺金生科研团队依托青海海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站，以青藏高原高寒草地-湿地耦合系统为研究对象，开展了2m深度土壤剖面的冻融动态监测（图1）。
图1 高寒草地-湿地耦合系统的监测平台：景观、植被与土壤特征
结果表明，随着高寒草地向湿地转变，土壤冻结时间延迟、冻结速率降低，且冻结深度变浅（图2）。结合对温室气体和能量通量的高精度测定，进一步发现草地沼泽化过程中土壤融化增强CO₂和CH₄的释放，导致正向气候-碳反馈（+632.1 g CO₂-eq m⁻²），其幅度远超土壤冻结引起的负向气候-碳反馈（-183.1 g CO₂-eq m⁻²）。土壤融化和冻结过程均通过降低显热和潜热通量而导致负向气候反馈（图2）。
图2高寒草甸沼泽化过程中土壤冻融循环的变化及其气候效应
这些研究结果强调了生态水文变化对高寒草地土壤冻融循环的关键调控作用，并揭示了水文变化与冻融过程在草地-大气界面碳循环与能量交换中的复杂相互作用机制。
研究成果于2025年5月15日正式发表在《Agricultural and Forest Meteorology》。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2025.110506。