张卉等-NC：气象变动致使泥炭地变干仍是变湿？

miaofeifei

泥炭地是首要的海洋碳库，其贮存的碳约为寰球森林植被碳储量的两倍（图1）。因此，泥炭地在调理区域环境、减缓寰球气象变动方面发扬着症结作用。
长时间淹水营建的厌氧特性是泥炭地造成微小碳库的次要缘故，而泥炭地水位恰是抉择其碳排汇-释放净估算以及气象反馈效应的最症结要素。但是，泥炭地水位受多种因子，如降水、蒸发、地表径流、冻土流动、自生演替等的综合影响，很难进行精确地摹拟预测；这使得在气象变动配景下，泥炭地水位变动成为学术界关注的焦点。钻研过来泥炭地水位演化的法则不只能够明白泥炭地水位变动对寰球气象变动的响应法则，并且也能够为将来泥炭地水位摹拟预测提供精确的“历史类似型”。


图1 高纬泥炭地景观。右图显示冻土致使了泥炭地外表抬升（左图/张卉，右图/Sanna Piilo）
中国迷信院地质与地球物理钻研所重生代地质与环境院重点试验室张卉副钻研员、郭正堂钻研员、谭宁副钻研员，联结国际外学者对中高纬地域103个泥炭地样点过来400年以来的水位变动趋向进行了零碎剖析（图2）。他们经过收集泥炭钻孔，利用AMS14C、210Pb、137Cs、火山灰等定年伎俩建设了钻孔的高精度年代序列，以有壳变形虫作为水位代用目标重建了水位演化序列，同时结合古代气候数据，清晰了在近古代气象变动影响下，中高纬地域泥炭地（南方泥炭地）水位的演化法则。


图2 钻研样点散布。不同底色代表不同冻土散布带
钻研后果显示，过来400年以来，中高纬地域泥炭地干湿变动次要产生自小冰期完结以来的暖期，其中约有54%泛起显著变干趋向，而32%泛起显著变湿趋向（图3），有冻土散布的泥炭地则在变湿以前泛起了明显的变干景象。而不同钻研点泛起干湿变动的起始时间拥有较显著的差别。


图3 （a-c）非冻土地域和（d-f）冻土地域过来400年来泥炭地水位（water-table depth, WTD）演化类型。每组演化类型包孕多个相反演化趋向的钻孔。蓝色曲线和暗影为LOESS模型暴-露的每组总体的变动趋向，箭头表现变点检测辨认的每组的干湿变动时间点。小提琴图显示每组外面包孕的单个钻孔的干湿变动时间点
另外，经过对比水位变动与区域气象数据，他们还发现气象变动，尤为是夏季增温与泥炭地水位变动瓜葛严密（图4）。例如，相较于其余区域，加拿大西南部增温幅度最小，泥炭地变湿景象也最为广泛（图4a）。除此之外，泥炭地的干湿变动与其本地的生态环境要素和自生进程亲密相干，例如在有冻土散布的泥炭地，气象变动可经过影响冻土流动来直接影响泥炭地水位变动——冻土造成会形成泥炭地外表抬升（图1右）变干，而冻土消融则能够致使泥炭地变湿。


图4 泥炭地水位（WTD）变动与夏季温度（a, b）、降水（c, d）变动对比。图中水位、温度、降水值为1963–20十二均匀值与1851–1900均匀值的差值。为了不钻研点堆叠，部份区域的坐标点采用了环形点位移设置
该项钻研暴-露了泥炭地对气象变动的敏理性以及响应繁杂性；在气象变动配景下，泥炭地的水位可呈现多种变动趋向。因而可知，在将来气象变动影响下，泥炭地水位颠簸及其碳源汇进程的变动趋向仍拥有很大的不肯定性，而该钻研后果标明厘清泥炭地的异质性亟需成为将来钻研的重点。
钻研效果颁发于国内学术期刊Nature Co妹妹unications（张卉*，Valiranta M*, Swindles G T, et al. Recent climate change has driven divergent hydrological shifts in high-latitude peatlands[J]. Nature Co妹妹unications, 13: 4959. DOI：10.1038/s41467-022-327十一-4）。钻研受国度天然迷信基金根底核心名目（41888101）等多个国际外名目独特赞助。


美编：陈菲菲
校对：万鹏