野火是多年冻土区生态系统的主要扰动形式之一,近年来有逐渐增强的趋势.多年冻土区的野火不仅燃烧地上和地下有机质,还会促进冻土融化,从而向大气中释放大量二氧化碳、甲烷等温室气体,但目前对于北半球高纬度多年冻土区对全球野火燃烧碳排放贡献的认识仍然有限.本研究利用卫星遥感与地面观测资料相结合的野火燃烧碳排放数据,分析了21世纪以来北半球高纬度多年冻土区地上和地下燃料燃烧分别对全球野火燃烧碳排放的贡献及其时空变化特征.研究发现, 2002～2020年期间,多年冻土区生态系统约贡献全球野火燃烧碳排放的11.96%,其中地上燃烧碳排放约贡献全球地上野火燃烧碳排放的3.94%、地下燃烧碳排放约贡献全球地下燃烧碳排放的63.57%.整个北半球高纬度多年冻土区对全球的贡献在7月和8月增加最为显著,而连续冻土区(冻土覆盖范围大于90%的区域)则在6月和7月增加最为显著.北半球高纬度多年冻土区的地上和地下燃烧对全球的野火燃烧排放量贡献都在增加,主要是因为全球的燃烧排放总量在减少,而北半球高纬度多年冻土区的野火燃烧排放量在增加,其中连续冻土区燃烧排放量的增加和对全球贡献的增长最为显著.本研究强调了北半球高纬度多...

由于全球变暖,气候系统极有可能在达到某个临界阈值之后出现整个系统的崩溃,造成类似于电影《后天》中的后果。多年冻土退化被认为是气候系统中一个重要的气候突变要素。在全球变暖的背景下,多年冻土正在迅速退化,并将释放出巨量的碳。多年冻土热融喀斯特现象的存在,并综合其他气候突变因素,有可能在政府间气候变化专门委员会(IPCC)提出的2℃目标以内达到地球系统行星边界的阈值,从而对气候系统产生不可逆的影响。

多年冻土区存储了大量土壤有机碳。气候变暖、多年冻土退化导致其长期封存的有机碳逐渐或快速释放,进入大气圈或水系统,改变原有多年冻土区碳循环,并可能显著加速气候变暖。通过综述气候变暖对多年冻土区碳库的影响研究进展,主要包括多年冻土碳库储量、降解机理及变化预测,研究表明:北半球多年冻土区的碳储量巨大,但不确定性很高,尤其是海底多年冻土和水合物碳库储量的评估;多年冻土碳库对气候变暖的响应速度受土壤水热特性、土壤有机质C/N比、有机碳含量和微生物群落特征等多种环境因素的控制或影响;目前,关于北半球多年冻土碳库对气候变暖响应模拟结果说明,多年冻土退化短期内不会导致经济和生产方面的灾难性后果。但是,无论是针对多年冻土碳库评估,还是多年冻土有机碳库对气候变暖的响应模拟研究结果,都有较大的不确定性。未来多年冻土碳库变化的模拟和预测研究应更多考虑多年冻土快速退化和多年冻土区水合物分解,如中小尺度热喀斯特的生态环境和碳的源汇效应。准确的多年冻土区有机碳排放模拟可为未来多年冻土碳与气候反馈的预估提供重要支持。