过去 2200 年中国东北泥炭地碳积累动态：气候的关键影响与未解之谜

泥炭地在全球碳循环中意义重大，但其碳积累受多种因素影响，机制复杂。研究人员聚焦中国东北 Sihe（SH）泥炭地，分析多种指标重建碳积累历史。结果显示，气候并非泥炭地碳积累速率（CAR）的唯一主因，植被等也很关键。该研究为泥炭地碳循环研究提供新视角。

　　在地球的生态系统中，泥炭地就像一个个默默守护的 “碳卫士”，它们拥有强大的碳储存能力，对全球气候稳定起着至关重要的作用。然而，目前关于泥炭地碳积累的奥秘，科学家们还没有完全解开。一方面，气候被普遍认为是泥炭地碳积累速率（CAR）的重要调节因素，但研究发现，温度升高可能会增强呼吸作用和微生物分解，这又可能抵消碳积累的增加。另一方面，在局部尺度上，水文条件和植被组成对碳积累的影响也十分复杂，水位变化和不同植被类型对碳积累的作用众说纷纭。而且，以往对泥炭地碳积累动态的研究大多集中在北方泥炭地，像长白山这种中纬度地区的矿质营养泥炭沼泽受到的关注较少，对其碳积累响应气候和局部因素的特征了解不足。因此，深入探究泥炭地碳积累的过程和影响因素迫在眉睫，这对于揭示泥炭地碳动态规律、助力全球气候变化缓解至关重要。

为了揭开这些谜团，东北师范大学的研究人员把目光投向了中国东北长白山的 Sihe（SH）泥炭地，开展了一项深入的研究。研究人员通过一系列的分析，重建了过去 2200 年该泥炭地的碳积累历史。研究发现，过去 2200 年，SH 泥炭地的湿度条件呈下降趋势，这与该地区百年尺度上的降水和湿度变化一致。而且，气候并不总是泥炭地 CAR 的主要驱动因素，植被组成和当地的自生过程也起着关键作用。不过，随着泥炭层的积累，气候对碳积累动态的影响可能会增强。这项研究为中纬度矿质营养泥炭沼泽的碳积累动态提供了新的记录，有助于人们更深入地理解泥炭地碳循环，对全球气候变化研究意义重大，相关成果发表在《CATENA》杂志上 。

研究人员在开展研究时，用到了几种关键技术方法。首先，利用手动泥炭取芯器在泥炭地南部 105 个地点测量泥炭沉积厚度，借助配备雷达传感器的无人机和卫星图像确定泥炭地表面海拔，再用 ArcMap 软件中的克里金法重建泥炭厚度和基底海拔。其次，通过稳定同位素分析（测量泥炭中 α - 纤维素的碳稳定同位素 δ¹³C）、粒度测量和植物大化石分析，来重建泥炭地的水文特征和植被组成 。

研究结果如下：

• 泥炭厚度和古地形：SH 泥炭地南部有明显的海拔梯度，从南向北逐渐降低，泥炭厚度在 30 - 400cm 之间，平均为 210cm，且从南向北总体呈减少趋势，泥炭形成时的古地形与当前地表海拔密切相关 。
• δ¹³C 和粒度的解释：研究聚焦从苔草属（Carex spp.）残留物中提取 α - 纤维素，以减少植被组成和泥炭成分对 δ¹³C 信号的影响，众多研究已证实 α - 纤维素的 δ¹³C 可作为泥炭地湿度和水文条件的有效指标 。
• 碳积累历史和影响因素：过去 2200 年，SH 泥炭地的湿度和水文供应呈下降趋势，反映出对长白山地区降水和湿度百年尺度变化的高度敏感性。在罗马温暖期（RWP）和黑暗时代寒冷期（DACP），尽管夏季太阳辐射较高、季节性明显、区域温度升高且降水丰富，但 SH 泥炭地的 CAR 相对较低，表明气候对 CAR 的影响受到其他因素的制约。而在中世纪温暖期（MWP）和小冰期（LIA），气候对 CAR 有显著影响，温暖湿润条件下泥炭地 CAR 升高，LIA 的寒冷干旱条件则导致 CAR 显著下降。值得注意的是，SH 泥炭地的 CAR 对当地湿度没有明显响应，显示出水文条件与碳积累动态之间的复杂关系。

研究结论表明，气候并非总是泥炭地 CAR 的主要驱动因素，植被组成和当地自生过程在其中扮演着重要角色。不过，随着泥炭层的不断积累，气候对碳积累动态的影响可能会逐渐增强。这项研究强调了多因素综合作用对泥炭地碳积累的重要性，为深入理解泥炭地碳循环提供了新的视角，有助于科学家更准确地预测泥炭地在全球气候变化中的作用和命运，对推动全球气候变化研究和生态保护具有重要的科学价值 。