最新发表在《自然评论：地球与环境》期刊上的研究全面评估了北极地区的碳循环。研究发现北极地区整体上是一个碳汇，但气候变暖正在改变这种平衡。海岸侵蚀、河流携带更多有机碳入海、近岸碳循环加快等因素都可能削弱海洋的碳汇能力。研究人员呼吁加强跨学科合作，整合多种方法以更全面地了解北极碳循环的复杂性。文章还讨论了陆地碳库、海洋碳库、碳通量的变化趋势以及未来研究方向。
研究发表在《自然评论：地球与环境》上，对北极地区的碳循环进行了定量和全面的概述，揭示了气候变化下北极碳循环的复杂性和脆弱性。
气候变暖正在改变北极地区的碳平衡，可能导致北极碳汇功能减弱。海岸侵蚀、河流携带更多有机碳入海、近岸碳循环加快等因素都可能削弱海洋的碳汇能力。
北极地区永久冻土中储存了大量的碳，气候变暖可能导致这些碳库暴露于降解和迁移的风险中。北极海洋沉积物是陆源有机碳的重要汇，海洋水体中的有机碳储量具有高度的时空动态性。
河流运输和海岸侵蚀是将碳从陆地转移到海洋的主要途径，具有高度的季节性，并将物质输送到北冰洋浅层海域。
研究人员呼吁加强跨学科合作，整合遥感、建模、地理信息学和样本档案等方法，以更全面地了解北极碳循环的复杂性。未来的研究应优先关注代表性不足区域的观测、非线性过程的影响以及更精细的地球系统模型的发展。
【导读】
最新发表在《自然评论：地球与环境》期刊上的一项研究，全面评估了北极地区的碳循环。研究发现北极地区目前整体上是一个碳汇。然而气候变暖正在改变这种平衡。海岸侵蚀加剧、河流携带更多有机碳入海、近岸碳循环加快等因素，都可能削弱海洋的碳汇能力。未来北极碳汇功能可能会减弱。研究人员呼吁加强跨学科合作，整合遥感、建模、地理信息学和样本档案等方法，以更全面地了解北极碳循环的复杂性。
由于北极（Arctic）变暖速度远超全球平均水平，其碳循环及对全球气候和生物地球化学循环的调节作用受到严重影响。然而，现有的北极碳循环综述性研究大多已过时，无法反映近十年来的加速变暖趋势。伴随新的研究数据和计划的出现，亟需对北极陆地-海洋碳循环进行更新和更全面的量化评估，以深入理解气候变化对北极碳循环的影响，包括关键过程和非线性响应，并为未来研究方向提供指导。
这篇发表在《自然评论：地球与环境》上的综述性文章，对当前北极陆地-海洋碳循环进行了定量和全面的概述，揭示了气候变化下北极碳循环的复杂性和脆弱性。
北极地区永久冻土中储存了大量的碳，其中约21 Pg碳储存在永冻层上层30厘米的土壤中。随着气候变暖，活动层（指季节性融化的土壤层）加深，这些碳库暴露于降解和迁移的风险中。此外，富含地下冰的区域容易发生热喀斯特现象，即地下冰融化导致地表塌陷，形成热喀斯特湖。这些事件会将原本冻结的深层土壤有机碳释放到水生生态系统中，进一步加剧碳的迁移和转化。
北极海洋沉积物是陆源有机碳的重要汇。北冰洋陆架区接收的来自海岸侵蚀和河流排放的有机物通量，相对于其他海洋而言异常高。研究估计，北冰洋陆架沉积物表层（0-1厘米）的碳储量约为529 Tg，而0-100厘米的碳储量则高达82 Pg。
北极海洋水体中的有机碳储量也具有高度的时空动态性。溶解有机碳是海洋水体中最大的有机碳库。近岸、沿海和陆架水域中的碳浓度主要受季节性冰盖、光照条件以及陆地碳和营养物质输入的影响。这些过程调节着无冰季节、春季冰下以及有机碳再矿化和向沿海海洋输出的过程。
河流运输和海岸侵蚀是将碳从陆地转移到海洋的主要途径。这些过程的通量具有高度的季节性，并将物质输送到北冰洋浅层海域，从而支持和影响沿海和海洋生态系统。
北极地区拥有地球上约20%的河流和溪流地表积。这些水系网络将陆地系统与海洋和大气连接起来，并促进了陆地物质的生物地球化学处理和运输。不断加剧的水文循环、广泛的永久冻土融化以及潜在的集水区内和河流内有机物处理变化，将影响泛北极河流的通量，进而影响进入沿海生态系统的生物地球化学通量。
此外，北冰洋海岸线约长407,680公里，气候变化正在加剧北极地区的海岸侵蚀，其方式是延长了开放水域的周期、气温和海水温度升高、永久冻土融化加深、季节后期更强烈的风暴以及海平面上升。永久冻土海岸的地下冰融化进一步增强了其倒塌和侵蚀的脆弱性。此外，来自整个土壤柱（不仅仅是上层）的沉积物、碳、营养物质和污染物在海岸侵蚀过程中都易受影响。
研究人员呼吁加强跨学科合作，整合遥感、建模、地理信息学和样本档案等方法，以更全面地了解北极碳循环的复杂性。未来的研究应优先关注：1小流域和近岸区域等代表性不足区域的观测；2非线性过程的影响，包括极端事件；3发展更精细的地球系统模型，以纳入北极特有的过程。通过这些努力，我们可以更准确地预测北极碳循环对持续环境变化的响应，并为制定有效的应对气候变化策略提供科学依据。
参考文献
：
Vonk, J.E., Fritz, M., Speetjens, N.J.
et al.
The land–ocean Arctic carbon cycle.
Nat Rev Earth Environ
6
, 86–105 (2025). https://doi.org/10.1038/s43017-024-00627-w
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