研究表明，永久凍土塌陷地區因氣候暖化而排放的二氧化碳明顯多於非塌陷地區，對全球碳循環動態產生了影響。科學家發現，在永凍土已經崩塌的地區，土壤二氧化碳（CO2）排放對氣候暖化的敏感度高於永凍土保持完好的地區。這個結論來自最近發表在《自然-地球科學》（Nature Geoscience）上的一項研究。透過對廣泛採樣的土壤進行野外升溫實驗和實驗室培養，該研究提供了面對全球氣溫上升時永久凍土碳-氣候反饋的新見解。

在高緯度和高海拔地區，氣溫升高大大加速了永凍土的融化。大約20% 的北部永久凍土地區會發生突然融化，即所謂的熱凍土，但這一地區含有大約一半的地下有機碳。突然融化會大幅改變地形以及土壤的物理和生物特性，嚴重影響生態系內的碳循環。

青藏高原的熱喀斯特地形。圖片來源：Guanqin Wang

過去的研究未能解決氣候暖化對土壤二氧化碳通量的影響在熱卡岩地區和非熱卡岩地區是否有差異的問題。為了填補這一知識空白，中國科學院植物研究所楊元合教授及其團隊探索了熱卡岩的形成如何改變土壤對氣候變暖的反應。

他們的研究採用了多種方法，包括在熱喀斯特地區和非熱喀斯特地區進行的重複性良好的升溫實驗。他們發現，恆溫喀斯特地區的氣候暖化所造成的二氧化碳釋放率是非恆溫喀斯特地區的約5.5 倍。

研究小組分析了30 多個可能影響氣候暖化導致二氧化碳釋放增加的潛在因素。他們的結論是，溫帶沼澤地區的反應增強主要是由於土壤基質品質較差，以及存在較多參與分解有機碳的微生物基因。

對沿著550 千米永久凍土帶的六個受熱卡斯特影響地點的土壤進行的其他培養實驗也證實，熱卡斯特的形成大大提高了二氧化碳釋放的溫度敏感性，突出表明了這些土壤對氣候變暖的強烈反應。

楊教授強調了他們研究結果的廣泛意義，他說：”作為對其全球重要性的初步探索，將土壤二氧化碳通量的變暖響應推斷到北半球所有高地熱卡地區，可能會有額外的0.4 Pg C 年-1的土壤碳釋放，這大約是預計到21 世紀末永久凍土土壤碳損失的四分之一。

這項研究不僅揭示了永久凍土對氣候暖化的動態反應，也有助於完善對未來永凍土碳-氣候回饋機制的預測。

編譯來源：ScitechDaily