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变化|气候变化背景下北半球冻土发生了什么变化？

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变化|气候变化背景下北半球冻土发生了什么变化？
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冻土 ， 是全球生物安全和气候变化的灵敏“指示器” 。 在土壤冻结时间推迟和消融时间提前的共同影响下 ， 近40年 ， 北半球表层土壤冻结的持续时间和面积显著减少 ， 而温度和积雪等因素起着关键作用 。
今年以来 ， 北美地区出现极端高温天气、欧洲中西部地区强降雨引发罕见洪水、我国7·20河南暴雨事件等 ， 无不是极端气候事件的印证 ， 是大自然向人类敲响的警钟 。
全球气候变暖不仅加剧了气候系统的不稳定性 ， 也对陆地生态系统产生深远影响 。 作为陆地生态系统重要组成部分 ， 面积约占全球陆地总面积50%的冻土 ， 正在持续消融和退化 。 这不仅增加了生物安全风险 ， 也会释放大量温室气体 ， 进一步加剧气候变化 ， 深刻影响人类的生存环境和可持续发展 。
冻土是气候变化灵敏“指示器”
中国科学院生态环境研究中心傅伯杰院士认为 ， 气候变化不仅加剧了两极和高山的冰川消融 ， 也对全球陆地生态系统产生深远影响 。 而冻土作为陆地生态系统的重要组成部分 ， 其分布面积广 ， 蕴藏丰富的微生物和有机质资源 ， 是全球生物安全和气候变化的灵敏“指示器” 。
【变化|气候变化背景下北半球冻土发生了什么变化？】通常情况下 ， 冻土可以分为季节冻土和多年冻土 。 多年冻土又可以分为上下两层 ， 上层是冬冻夏融或者夜冻昼融的活动层 ， 下层是多年冻结不融的永冻层 。 研究显示 ， 随着全球气候变暖 ， 冻土的消融不仅会释放大量温室气体 ， 从而进一步加剧气候变化 ， 也会影响生态水文特性和植被物候及生产力 ， 甚至会释放出古病毒 ， 加剧全球生物安全风险 。
此前 ， 科学界对土壤冻融过渡状态等关键过程的重要性仍缺乏较为全面的认识 ， 并且对全球冻土的时空演变和驱动机制等方面仍不明晰 。 近日 ， 傅伯杰院士团队解析了北半球近40年土壤冻融循环的时空演变过程和关键驱动因子 ， 这对于理解气候变化背景下陆地生态系统的生物地球化学循环等关键过程 ， 至关重要 。
北半球冻土面积和持续时间显著减少
上述团队采用多源遥感数据融合和归因分析等方法 ， 详细刻画了1979年到2017年北半球土壤冻融循环的时空格局及热点地区和关键驱动因子 。
研究显示 ， 近40年来 ， 北半球土壤冻结的持续时间和年平均面积分别以每年0.13±0.04天和4.9×104平方公里的速率显著减少 ， 这主要是由于土壤开始冻结的时间以每年0.1±0.02天的速率显著推迟 。 而冻结结束和开始融化的时间分别以每年0.21±0.02天和0.15±0.03天的速率显著提前 ， 尤其是在北美洲南部和亚欧大陆大部分地区较为明显 。

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