東北地理所在大興安嶺熱融湖邊緣泥炭地植被演替方面取得進展
近幾十年來，氣候變暖加速了多年凍土泥炭地的退化，表現為活動層加深、多年凍土變薄以及局部多年凍土崩塌、熱喀斯特地貌廣泛發育。多年凍土退化導致碳釋放風險加劇，有可能使大量千年積累的碳庫失穩，將原本穩定的碳匯轉變為碳源，從而形成加劇全球變暖的正反饋循環，對未來氣候軌跡產生潛在的不可逆轉的后果。大興安嶺北部擁有中國最集中的泥炭地分布，是東亞地區多年凍土最脆弱的區域之一。熱融湖邊緣泥炭地發育在北極和北方區域普遍存在，能夠將氣候反饋從正反饋轉變為負反饋。盡管熱融湖及其邊緣泥炭地在全球碳循環過程中具有重要性，但熱融湖邊緣泥炭地形成演化機制卻鮮有關注，特別是自生演替與氣候強迫驅動植被轉變的相對作用。在同一泥炭地內分析多個柱芯有助于我們明確重建的植被覆蓋變化反映的是區域氣候強迫還是局部自生過程。通過高分辨率、多沉積柱芯記錄分析，可以識別不同時間尺度上植被演替的階段特征、轉型閾值及與氣候波動、水文變化的耦合關系，從而闡明泥炭地形成過程中植被演替的自然驅動因素，區分自生過程與氣候變化的影響，可為預測泥炭地這一關鍵碳匯系統在未來環境變化中的響應模式提供“歷史相似型”依據。
中國科學院東北地理與農業生態研究所大氣環境與生態演變學科組以大興安嶺多年凍土區熱融湖邊緣泥炭地為研究對象，按植被和水文梯度采集7個泥炭沉積柱芯，系統研究了熱融湖邊緣泥炭地形成演化過程及其驅動因素。前期研究結果表明干旱事件和局部地貌對熱融湖邊緣泥炭地的湖向擴張具有重要影響。受水位下降和氣候變暖的雙重影響，自1950s起熱融湖邊緣泥炭地由形成初期的緩慢碳累積階段（45.2±5.5 g C m-2 yr-1）轉變為快速碳累積階段（330.5±14.4 g C m-2 yr-1），泥炭中化學性質較為穩定的芳香類化合物比例增加，指示熱融湖邊緣泥炭地碳庫穩定性增強。
在前期工作基礎上，本研究基于孢粉學分析，定量重建泥炭地植被覆蓋變化，并評估了自生與外源氣候因素在過去70年對泥炭地植被演替的調控作用。研究結果表明：泥炭形成始于約1300年前，通過漂浮植被的橫向擴展和沉積物垂向堆積，為水體沼澤化過程，充足的水分條件維持了過去千年間長期泥炭地發育。而自1980s以來，氣候快速變暖引發的干旱導致熱融湖邊緣地下水位下降，在2000s后從以莎草科為主的礦養型泥炭地（fen）轉變為以杜鵑花科-泥炭蘚為主的貧營養型泥炭地（bog）（圖1）。Fen-bog轉變主要由1980s的大規模氣候變化觸發，自2000s起因自生植被演替過程而加速（圖2）。泥炭蘚擴張增強了這一轉變后的泥炭與碳積累速率。我們的研究結果強調了熱融湖邊緣泥炭地在全球碳循環中的重要性，并為泥炭地-氣候反饋機制提供了新見解。
圖1 REVEALS模型定量重建泥炭地植被蓋度
圖2 泥炭地演化及其驅動機制
研究成果發表于Vegetation History and Archaeobotany，韓冬雪助理研究員為第一作者。該項研究工作得到國家自然科學基金（42301120, 42494822, 42330509）、國家重點研發計劃（2023YFF0807201）等項目資助。
論文信息：
Dongxue Han, Jiangtao Gao, Jinxin Cong, Guoping Wang, Chuanyu Gao. Autogenic and climatic?drivers of?vegetation succession?in a thermokarst lakemargin?peatland, northern Greater Khingan Mountains. Vegetation History and Archaeobotany 2026. https://doi.org/10.1007/s00334-026-01104-8
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JiangtaoGao, Jinxin Cong, Guangxin Li, Yingjie Shi, Dongxue Han, Guoping Wang, Chuanyu Gao. 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. PalaeogeographyPalaeoclimatology Palaeoecology. 2025,113281.
https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2025.113281
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