多年凍土區(qū)經(jīng)歷了顯著的氣候變暖，其增溫速率為全球平均值的2~4倍。氣候變暖引起的凍土融化會(huì)導(dǎo)致多年凍土中長(zhǎng)期封存的有機(jī)質(zhì)被微生物分解，以CO2等溫室氣體的形式釋放至大氣，從而加劇氣候變暖。作為劇烈的凍土融化形式，熱喀斯特地貌約占北半球多年凍土區(qū)面積的20%。熱喀斯特地貌形成會(huì)改變植被、土壤和水文等過(guò)程，可能使熱喀斯特區(qū)生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)對(duì)氣候變暖的響應(yīng)與非熱喀斯特區(qū)形成差異。目前，尚不清楚熱喀斯特地貌形成如何影響土壤CO2釋放（即土壤呼吸）對(duì)氣候變暖的響應(yīng)。

　　中國(guó)科學(xué)院植物研究所楊元合研究組以青藏高原多年凍土區(qū)典型的熱喀斯特地貌-熱融沖溝為研究對(duì)象，基于野外控制實(shí)驗(yàn)、區(qū)域尺度室內(nèi)培養(yǎng)以及核磁共振和宏基因組分析等宏觀與微觀相結(jié)合的研究手段，揭示了熱融塌陷區(qū)和未塌陷區(qū)土壤呼吸對(duì)增溫的響應(yīng)差異和調(diào)控途徑。該研究依托熱融塌陷×增溫交互實(shí)驗(yàn)平臺(tái)發(fā)現(xiàn)，熱融塌陷放大了增溫對(duì)土壤呼吸的促進(jìn)效應(yīng)，其變化主要與底物質(zhì)量下降和碳分解微生物功能基因豐度增加相關(guān)。進(jìn)一步，研究通過(guò)區(qū)域尺度8條熱融沖溝的土壤培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，熱融塌陷區(qū)土壤碳分解溫度敏感性高于未塌陷區(qū)，證實(shí)了“熱喀斯特區(qū)土壤呼吸對(duì)增溫的響應(yīng)更加敏感”的現(xiàn)象在大尺度上廣泛存在。科研人員將上述成果推廣至北半球多年凍土分布區(qū)發(fā)現(xiàn)，未來(lái)氣候變暖背景下熱喀斯特地貌形成導(dǎo)致的額外碳釋放量占當(dāng)前估算的凍土區(qū)碳損失的1/4，這意味著凍土碳釋放評(píng)估若不考慮熱融塌陷導(dǎo)致的溫度敏感性變化，可能會(huì)低估凍土碳循環(huán)與氣候變暖之間的正反饋效應(yīng)。該研究提供了“熱融塌陷增強(qiáng)土壤碳釋放對(duì)氣候變暖響應(yīng)”的觀測(cè)證據(jù)，為模型準(zhǔn)確預(yù)測(cè)凍土碳-氣候反饋關(guān)系的強(qiáng)度提供了理論依據(jù)。

　　4月30日，相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《自然-地球科學(xué)》（NatureGeoscience）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等的支持。