近几十年来，气候变暖加速了多年冻土泥炭地的退化，表现为活动层加深、多年冻土变薄以及局部多年冻土崩塌、热喀斯特地貌广泛发育。多年冻土退化导致碳释放风险加剧，有可能使大量千年积累的碳库失稳，将原本稳定的碳汇转变为碳源，从而形成加剧全球变暖的正反馈循环，对未来气候轨迹产生潜在的不可逆转的后果。大兴安岭北部拥有中国最集中的泥炭地分布，是东亚地区多年冻土最脆弱的区域之一。热融湖边缘泥炭地发育在北极和北方区域普遍存在，能够将气候反馈从正反馈转变为负反馈。尽管热融湖及其边缘泥炭地在全球碳循环过程中具有重要性，但热融湖边缘泥炭地形成演化机制却鲜有关注，特别是自生演替与气候强迫驱动植被转变的相对作用。在同一泥炭地内分析多个柱芯有助于我们明确重建的植被覆盖变化反映的是区域气候强迫还是局部自生过程。通过高分辨率、多沉积柱芯记录分析，可以识别不同时间尺度上植被演替的阶段特征、转型阈值及与气候波动、水文变化的耦合关系，从而阐明泥炭地形成过程中植被演替的自然驱动因素，区分自生过程与气候变化的影响，可为预测泥炭地这一关键碳汇系统在未来环境变化中的响应模式提供“历史相似型”依据。

中国科学院东北地理与农业生态研究所大气环境与生态演变学科组以大兴安岭多年冻土区热融湖边缘泥炭地为研究对象，按植被和水文梯度采集7个泥炭沉积柱芯，系统研究了热融湖边缘泥炭地形成演化过程及其驱动因素。前期研究结果表明干旱事件和局部地貌对热融湖边缘泥炭地的湖向扩张具有重要影响。受水位下降和气候变暖的双重影响，自1950s起热融湖边缘泥炭地由形成初期的缓慢碳累积阶段（45.2±5.5 g C m^-2 yr^-1）转变为快速碳累积阶段（330.5±14.4 g C m^-2 yr^-1），泥炭中化学性质较为稳定的芳香类化合物比例增加，指示热融湖边缘泥炭地碳库稳定性增强。

在前期工作基础上，本研究基于孢粉学分析，定量重建泥炭地植被覆盖变化，并评估了自生与外源气候因素在过去70年对泥炭地植被演替的调控作用。研究结果表明：泥炭形成始于约1300年前，通过漂浮植被的横向扩展和沉积物垂向堆积，为水体沼泽化过程，充足的水分条件维持了过去千年间长期泥炭地发育。而自1980s以来，气候快速变暖引发的干旱导致热融湖边缘地下水位下降，在2000s后从以莎草科为主的矿养型泥炭地（fen）转变为以杜鹃花科-泥炭藓为主的贫营养型泥炭地（bog）（图1）。Fen-bog转变主要由1980s的大规模气候变化触发，自2000s起因自生植被演替过程而加速（图2）。泥炭藓扩张增强了这一转变后的泥炭与碳积累速率。我们的研究结果强调了热融湖边缘泥炭地在全球碳循环中的重要性，并为泥炭地-气候反馈机制提供了新见解。

图1 REVEALS模型定量重建泥炭地植被盖度

图2 泥炭地演化及其驱动机制

研究成果发表于Vegetation History and Archaeobotany，韩冬雪助理研究员为第一作者。该项研究工作得到国家自然科学基金（42301120, 42494822, 42330509）、国家重点研发计划（2023YFF0807201）等项目资助。

论文信息：

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