泥炭地广泛分布在北半球中高纬度的多年冻土区，是长时间尺度固碳效率最高的自然生态系统。水域沼泽化是泥炭地形成的重要途径之一，初级生产者由藻类为主转变为沉水植物或浮水植物为主，并逐渐形成具有高含量有机质的泥炭层，进而明显提高了原有湖泊生态系统所在区域自然生态系统的碳捕获能力，形成高密度的泥炭地碳库。本研究以大兴安岭冻土区典型热融湖畔泥炭地和穆棱-兴凯流域龙王庙浮毯型泥炭地为研究对象，通过野外样带调查和多钻孔泥炭沉积记录，明确我国东北地区典型泥炭地湖泊沼泽化过程及其成因，将为泥炭地碳库形成研究提供重要的理论依据和数据支撑。

研究发现，干旱事件和局部地貌对热融湖畔泥炭地的湖向扩张进程产生重要影响，扩张速率介于2 cm yr^-1~ 32 cm yr^-1；受水位下降和气候变暖的双重影响，自1950s起热融湖畔泥炭地由形成初期的缓慢碳累积阶段转变为快速碳累积阶段，碳累积速率从45.2±5.5 g C m^-2 yr^-1 增至 330.5±14.4 g C m^-2 yr^-1；泥炭地面积扩张与快速碳累积速率共同促进了热融湖畔泥炭地总碳储量的显著增加（图1）。在公元1700年以前，泥炭地形成初期的面积增加是导致泥炭地碳库储量增加的最主要因素，而自1950s以来，快速碳累积速率是导致泥炭地碳储量增加的最主要因素，并促使所研究的泥炭地累积了近总碳储量（1.14×10⁴吨）三分之一的碳；此外，随着热融湖畔泥炭地进入快速碳累积阶段，泥炭中化学性质较为稳定的芳香类化合物的比例从 29.3% 增至 32.3%，表明近年来热融湖畔泥炭地土壤碳库的化学稳定性也有所提高。

图1 大兴安岭北部多年冻土区典型热融湖畔泥炭地形成过程及碳库累积变化

通过对浮毯型泥炭地浮毯底部的AMS¹⁴C定年结果分析发现，龙王庙浮毯型泥炭地的浮毯出现时间主要集中在两个时期，一个是1950-1962年，另一个时期是1975年左右（图2），浮毯的厚度从浮毯边缘到浮毯中心并未出现明显降低的趋势。由此结果可以推断，龙王庙浮毯型泥炭地的浮毯在1962-1975年间出现明显的面积增加过程，其横向扩张速率为2.2-6.4myr^-1。黑龙江省气象资料表明，浮毯型泥炭地的扩张过程集中出现在冷干环境下。由此表明，浮毯型泥炭地浮毯的形成过程极大的依赖于水文环境，当水位下降浮毯与底部沉积物相连时，浮毯开始面积扩张，而当水位上升，浮毯与底部沉积物脱离联系时，浮毯仅出现垂向累积过程，而未发生面积增加过程。

图2. 浮毯型泥炭地浮毯基底出现时间及黑龙江省年均温、年降水变化

上述相关成果发表在《Catena》和《Palaeogeography,Palaeoclimatology,Palaeoecology》上，研究得到了国家自然科学基金重大项目 (42494822)等共同资助。

论文信息及链接如下：

Jinxin Cong,Shengzhen Ji,Guangxin Li,Chao Gong,Dongxue Han^*,Guoping Wang,and Chuanyu Gao^*. Cool/drought triggered rapid expansion of floating peat mat in shallow lake as new hotspot of carbon sink. Catena,2025,261,109555

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0341816225008574 

Jiangtao Gao,Jinxin Cong,Guangxin Li,Yingjie Shi,Dongxue Han^*,Guoping Wang,Chuanyu Gao^*. Permafrost peatland development at thermokarst lake margins in the northern Greater Khingan Mountains of Northeast China: Rapid areal increase and carbon accumulation since the 1950s. Palaeogeography,Palaeoclimatology,Palaeoecology. 2025, 679,113281.

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0031018225005668