持续的气候变暖和北极放大效应正在加速永久冻土的融化，这不仅会释放储存的碳，还会放大碳-气候反馈，并破坏基础设施。融化还会加厚活动层厚度（ALT）——即永久冻土层上方经历季节性冻融循环的土壤层。活动层在寒冷生态系统中发挥着至关重要的作用，因为它调节着大多数生态、水文和生物化学过程。尽管永久冻土融化对北极北方森林火灾的反馈机制具有深远的影响，但人们对这些机制仍然知之甚少。近日，中国科学院地理科学与资源研究所吴朝阳研究员团队联合南京大学、美国、瑞士和法国等国内外全球变化领域科研人员，系统开展了冻土冻融对北方极地针叶林火灾反馈的研究。

研究基于多源卫星反演的植被绿度指标、火灾数据和冻融监测，对冻土火灾反馈进行了综合分析。结果表明，永久冻土融化会同时加剧火灾天气、促进植被生长并使地下燃料干燥，从而共同增加火灾活动和排放量。这些级联效应会形成正向的火灾-气候反馈，威胁北极-北方森林生态系统的稳定性，并进一步加速气候变化。虽然之前的气候模拟已经强调了永久冻土融化可能产生的气候反馈及其对野火活动的潜在影响，但直接观测证据仍然有限。研究通过以下方式提供了此类证据：(1) 识别了连接融化与火灾机制的关键机制；(2) 展示了植被增加和地下燃料干燥在塑造北极-北方森林野火中的作用；(3) 量化了永久冻土融化导致的额外过火面积和火灾排放量。相关研究成果近期发表在 Nature Geoscience。

李嘉玲和赖耕科博士为论文的第一作者，吴朝阳研究员为论文通讯作者。本研究获得国家杰出青年科学基金等的资助。

论文信息：Jialing Li†, Gengke Lai†, Lin Meng, Constantin M. Zohner, Josep Peñuelas, Sander Veraverbeke, Jan Hjort, Philippe Ciais, Yang Chen, Xin Li, Chaoyang Wu*. Amplified Arctic–boreal fire regimes from permafrost thaw feedbacks. Nature Geoscience, 2026.

论文链接： https://doi.org/10.1038/s41561-025-01894-y

上图总结了本研究识别的作用机制路径。多年冻土融化加深了活动层厚度，改变了土壤水文过程和养分可利用性，从而促进植被增加，并引起植物群落组成的变化，包括北方针叶林区的森林扩张以及苔原地区的灌丛化。由融化驱动的植被变化降低了地表反照率并提高了近地表气温，导致大气环境更加温暖和干燥。与此同时，融化引起的土壤干燥增强了地下燃料的干燥程度，加剧了火险气象条件，从而增加了烧毁面积和火灾排放。火灾释放的二氧化碳和甲烷增加，加之多年冻土融化带来的生物物理增温效应，共同强化了区域气候变暖，并进一步反馈促进多年冻土退化。总体构成了一个正向的“多年冻土–火灾–气候”反馈环。