长期以来，学界普遍认为多年冻土融化会释放冷储的有机老碳，增强河流碳输出，对气候变暖形成正反馈。然而，北京时间6月17日23时发表于《自然》（Nature）的最新研究提出了一个重要新视角：多年冻土退化在增强河流碳释放的同时，也强化了岩石风化固碳过程，形成一个未被充分识别的地质碳汇，并可能在一定程度上重塑传统的冻土碳-气候反馈认知。
该研究由北京师范大学夏星辉教授团队和中国科学院青藏高原研究所生态系统功能与全球变化团队丁金枝研究员联合完成。研究基于对青藏高原多年冻土区约78万km2、海拔纵跨1650~4820m的八条主要河流50个河段的系统调查（图1），综合利用河流CO2排放通量观测、同位素分析、水化学特征分析等手段，定量评估了多年冻土退化对区域碳循环的影响。
图1 野外调查区域
研究结果表明，气候变暖导致高原多年冻土中活性矿物暴露并增强水岩相互作用，将水体CO2转化为溶解无机碳而实现碳封存，从而减少向大气的净排放。在流域尺度上，这种岩石风化碳汇可抵消35至77%的河流CO2排放，且该抵消效应随多年冻土退化显著增强。在连续多年冻土区仅抵消15%，而在岛状多年冻土区碳吸收量可超过河流碳排放，表现出由“部分抵消”向“净汇转变”的过程特征（图2）。随着多年冻土持续退化，未来百年内岩石风化形成的净碳汇有望接近甚至超过河流CO2排放量。值得注意的是，该风化过程的的碳效应具有显著的矿物学依赖性：青藏高原大部分区域以碳酸盐和硅酸盐风化固碳为主；而在硫化物富集区，风化作用反而会加剧碳排放。
图2 研究区沿沿多年冻土梯度的流域CO2源汇平衡
该研究将生物碳循环与地质碳循环纳入统一框架开展耦合分析，完善了全球碳循环理论体系。当前主流气候模型普遍忽略岩石风化等地质过程的动态响应机制，未来气候评估需全面考量生物碳循环与地质碳循环的耦合效应，以提高对多年冻土融化净气候反馈的预测能力。该研究同时强调，尽管冻土退化可在区域尺度上增强岩石风化碳汇，但这一自然过程的碳吸收能力远不足以抵消人为碳排放，控制变暖的根本途径仍是持续大幅度减排。
本研究以“Rock weathering can counteract river CO2 emissions induced by permafrost thaw”为题在线发表于Nature期刊，北京师范大学已毕业博士生张力伟（现为华东师范大学研究员、原北京大学博雅博后）与慕尼黑大学Aaron Bufe教授为第一作者，瑞士洛桑联邦理工大学Tom Battin教授全程学术把关。北京师范大学夏星辉教授和中国科学院青藏高原研究所丁金枝研究员为共同通讯作者。论文合作者还包括北京大学朴世龙院士、华东师范大学侯立军研究员、英国布里斯托大学Joshua Dean教授、瑞典于默奥大学Gerard Rocher-Ros、Ryan Sponseller和Jan Karlsson三位教授，美国威斯康星大学麦迪逊分校Emily Stanley教授、华盛顿大学David Butman教授，以及北京交通大学刘然副教授。该研究得到了国家自然科学基金和第二次青藏高原综合科学考察研究等项目的资助。
