青藏高原熱融滑塌研究：揭示凍土退化對生態系統的級聯影響機制

　　青藏高原，被譽為“世界屋脊”，其廣袤的多年凍土區孕育了全球獨一無二的高寒生態系統。然而，近年來全球氣候變暖與區域降水格局的顯著變化，正加速這一脆弱生態區的多年凍土退化進程，導致熱融滑塌等熱喀斯特地貌快速擴張。

　　中國科學院西北生態環境資源研究院冰凍圈科學與凍土工程全國重點實驗室蔣觀利研究員團隊的一項最新研究，系統揭示了熱融滑塌如何通過重塑地表微地形，觸發從土壤結構到生態系統功能的級聯響應機制，為理解氣候變化下高寒生態系統的脆弱性提供了關鍵科學依據。相關成果以發表于《鏈條》。

　　青藏高原作為全球最大的高海拔多年凍土區，其生態系統對氣候變化的響應極為敏感。多年凍土的退化不僅直接威脅區域生態安全，還可能通過增強土壤碳庫釋放，形成氣候變暖的“正反饋循環”。研究團隊在青藏高原腹地的北麓河與風火山地區選取了4個典型熱融滑塌區域，通過系統性的植被調查、土壤物理化學分析及生態系統總初級生產力（GPP）監測，首次構建了熱融滑塌影響高寒生態系統的完整路徑模型。

　　研究顯示，熱融滑塌通過重塑地表微地形，觸發了土壤-植被-碳通量的多重連鎖反應。在土壤層面，滑塌導致土壤容重顯著增加，顆粒組成發生劇烈重排：0-15cm表層土中，細顆粒在擾動區增加23.4%，而暴露區減少58.7%，礫石含量激增347.1%。這種結構變化進一步改變了近地表的水分格局——植被斑塊區土壤含水率上升44.4%，暴露區則下降8%，形成局部濕生與旱生環境的鮮明對比。與此同時，土壤有機碳（SOC）與堿解氮密度緊密耦合（R2=0.92），且集中分布于表層土，滑塌過程導致碳氮向低洼區遷移，重新分配了生態系統的物質基礎。

　　植被群落對滑塌的響應同樣顯著。耐濕物種優勢度提升，推動群落從高寒草甸向高寒沼澤草甸演替。然而，功能恢復明顯滯后于結構變化：暴露區GPP下降約80%，擾動地表區與植被斑塊區雖植被覆蓋度顯著恢復，但GPP仍低25%。這一現象表明，滑塌對生態系統功能的抑制作用具有長期性，即使地表植被看似恢復，其碳固定能力仍需更長時間修復。

　　為厘清熱融滑塌影響生態系統功能的核心路徑，研究團隊構建了偏最小二乘路徑模型（PLS-PM），揭示了“土壤質地-水分-基質-植被-GPP”的級聯調控機制。其中，植被覆蓋度對GPP的直接控制作用最強，解釋了生態系統功能變化的主導因素；滑塌年齡通過改變土壤發育階段，間接影響碳固定效率；而土壤過程則更多通過調節群落結構，對GPP產生間接作用。這一發現意味著，在評估熱喀斯特地貌的碳效應時，需綜合考慮滑塌地表類型及年齡組成，而非僅關注單一指標。

　　研究團隊指出，青藏高原熱融滑塌的擴張已成為不可忽視的生態挑戰，其影響范圍與強度可能隨氣候變暖進一步加劇。未來需加強長期監測網絡建設，并結合多學科手段，深入解析凍土退化與生態系統響應的動態關系，為區域生態保護與碳中和目標提供科學支撐。

　　相關論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.catena.2025.109692