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研究进展

青藏高原冰冻圈广泛发育,对全球气候变化和人类活动扰动高度敏感。高原周边区域的跨境汞输入、冰冻圈加速融化引发的历史汞“二次释放”,以及高原水生生态系统中独特的生物富集与放大效应,三者相互叠加,使青藏高原汞循环研究不仅成为全球生物地球化学前沿的热点,更成为评估高原生态安全的紧迫现实需求。 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室康世昌研究团队联合中国科学院青藏高原研究所、山西大学、塔吉克斯坦科学院、兰州大学等科研团队,构建了青藏高原大气污染物与冰冻圈变化协同监测网络(Atmospheric Pollution and Cryospheric Change, APCC)。基于该网络开展了长期的青藏高原及周边地区汞生物地球化学循环研究,形成了该区域多环境介质综合性汞数据集。 该数据集是涵盖青藏高原及周边区域空气(2个站点)、气溶胶(9个站点)、降水(16个站点)、冰川(12条冰川;包括雪坑、表层雪及冰尘样品)、土壤(50个样点)、地表水(53个样点;含河流、湖泊及冰川融水)、冰芯(1支)和湖芯(8支)的完整汞数据集。基于该数据集,发现气溶胶、降水、冰川、土壤及湖芯中汞的时空分布呈现出明显的区域分异特征与变化趋势,主要受排放源、传输路径及环境过程影响;冰芯与湖芯重建的沉降年代序列,揭示了南亚地区人为汞排放持续增长对青藏高原大气环境的显著影响;气溶胶、土壤和湖泊沉积物的稳定汞同位素组成提供了南亚汞跨境污染向青藏高原内陆传输的关键证据。 该数据集填补了全球汞循环研究中的关键空白,为理解全球汞污染的长距离传输机制、评估气候变化下冰冻圈汞释放风险、制定跨境污染防治策略提供了科学依据。 该数据集相关论文以Mercury dataset over the Third Pole为题发表于地球科学数据期刊Earth System Science Data上。西北研究院康世昌研究员为论文第一作者和共同通讯作者,黄杰研究员为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、西藏自治区科技项目等项目资助。 论文链接:https://doi.org/10.5194/essd-18-4943-2026

2026-07-22 中国科学院西北生态环境资源研究院

天山冰川是中亚干旱区重要的“固体水库”,其物质平衡变化直接关系区域水资源供给、生态安全和社会经济可持续发展。然而,受冰川物质平衡连续观测资料不足等因素限制,区域尺度冰川物质变化及其水文效应的精细化评估一直是冰冻圈科学领域的难点之一。 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室研究团队基于多源数据融合和多模型模拟,系统重建了天山6个流域20余年来冰川物质平衡过程,预估了未来不同气候情景下冰川物质平衡和融水径流过程,并定量分析了表碛覆盖、冰前湖等因素对天山冰川消融过程的影响。 研究显示,2000—2021年间,天山冰川整体呈持续负平衡状态,年均冰川物质平衡为-0.42±0.04米水当量,年均冰川融水径流量为36.26 ±9.57亿立方米,约占流域总径流的31.45%。到21世纪末,在低排放情景(SSP1-2.6)和高排放情景(SSP5-8.5)下,天山冰川累积物质平衡预计将分别达到-37.27±12.16米水当量和-56.54±12.54米水当量,意味着冰川储量可能减少53%—77%。进一步研究表明,不考虑表碛覆盖会使冰川物质损失高估5%—22%,忽略冰前湖作用则可能导致冰川物质损失被低估约5%。 从径流演变趋势来看,天山冰川融水径流将呈现“先增后降”的阶段性特征,预计约在2050年前持续增加,之后逐渐下降。这表明冰川对流域径流的补给和调节作用将逐步减弱,未来区域水资源稳定性可能面临更大不确定性。 该研究为精准评估天山冰川物质变化与融水演变规律,科学研判区域未来水资源变化趋势,开展区域水资源科学调配、推进干旱区水资源可持续管理提供了新的研究框架和数据支撑。 该成果以Regional glacier mass changes and meltwater evolution in the Tianshan Mountains since 2000为题,发表于国际期刊Global and Planetary Change。西北研究院博士后李宏亮为论文第一作者,王璞玉研究员为通讯作者。该研究得到第三次新疆综合科学考察项目、国家自然科学基金等联合资助。 论文链接:https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2026.105587 天山6个流域地理位置、冰川分布、表碛及冰前湖 到21世纪末不同气候情景下天山冰川物质平衡变化 到21世纪末不同气候情景下天山冰川融水变化

2026-07-01 中国科学院西北生态环境资源研究院

传统冻胀理论认为,粗粒土在冻结过程中水分迁移积聚和分凝成冰有限,因此常被视为弱冻胀甚至不冻胀材料,并广泛用于寒区工程的防冻胀换填材料。然而,大量工程冻害调查表明,在寒区列车循环荷载诱发地基超孔隙水压力持续发育区域,以及承压水分布的冻结环境中,粗粒土填料和地层也可以出现显著的冻胀现象。 针对这一问题,中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室马巍研究团队,联合青海北麓河高原冻土工程安全国家野外科学观测研究站,通过将传统单向冻胀试验升级改造为可模拟有压补水下冻胀的技术创新,利用新装置系统研究了不同水压与不同细粒含量下饱和粗粒土的冻胀试验特性,并基于预融膜理论,揭示了水压诱发粗粒土冰晶分凝机理。在此基础上,研究评估了现行规范在评价粗粒土冻胀敏感性方面的可靠度,厘清了基于颗粒级配的评价方法失效机制,并提出了一种综合考虑水压与细粒含量的粗粒土冻胀敏感性评价方法。 室内试验结果显示,粗粒土冻胀与细粒含量和水压有关。在相同细粒含量下,粗粒土冻胀随水压增大而增大,但当细粒含量为0%时,甚至20 kPa水压也难以诱发饱和粗粒土冰分凝;在相同水压作用下,粗粒土冻胀随细粒含量增大而增大,若在无压补水条件下,即使细粒含量达到15%,饱和粗粒土的冻胀也可忽略不计。 理论分析揭示,冻结后的粗粒土中仍存在部分未冻水,这为外界水分向分凝冰处迁移提供了通道。随着补水压力增大,未冻水膜两侧压力梯度增大,从而促进了水分迁移与冰分凝;随着细粒含量增大,未冻水含量升高、冻融交界面处的界面阻力降低,也会有利于水分迁移与冰晶分凝。 研究指出,现行粗粒土冻胀敏感性评价方法主要基于土体的持水性与吸水能力进行判别,未考虑水压对正冻土水分迁移能力的影响。因此,现行规范在评价受水压影响的粗粒土冻胀敏感性时可靠度较低,且随着冻胀时间的延长,可靠度进一步降低。为此,研究团队考虑到补水压力的影响,提出了一种粗粒土冻胀敏感性评价新方法(细粒含量0-15%、水压0-20 kPa)。 研究深化了粗粒土冻胀特征与冰晶分凝机制认识,为寒区工程冻害治理、土工规范修订提供了科学依据。 相关成果分别以Confined water aggravates frost heave in sands: Implications for assessing frost heave susceptibility of coarse-grained soils 与 Hydraulic pressure initiates ice lens formation and growth in freezing coarse-grained soil为题,发表于Cold Regions Science and Technology和Acta Geotechnica期刊,西北研究院博士后郝小云为论文第一作者,马巍和温智研究员分别为两篇论文的通讯作者。以上研究得到了国家自然科学基金、甘肃省科技计划等项目的联合资助。 论文链接: https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2026.104912 https://doi.org/10.1007/s11440-026-03084-5 水压作用下粗粒土冻胀试验结果 基于预融膜理论的粗粒土冰晶分凝机理 现行规范评价粗粒土冻胀敏感性的可靠度、考虑水压与细粒含量的冻胀敏感性评价方法,以及新模型验证

2026-06-23 中国科学院西北生态环境资源研究院

青藏高原是我国冻土分布最广泛、气候变化响应最敏感的区域之一。近年来,气候变暖与风沙化过程共同影响高原冻土环境,风积沙覆盖通过改变地表与地下之间的热量传输,对冻土热状态和冻融过程产生重要影响。然而,已有研究多集中于风积沙覆盖对多年冻土的影响,对于风积沙层如何调控季节冻土热状况、最大季节冻结深度及冻融节律仍缺乏系统认识。 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室研究团队,以青藏高原北麓河和红梁河流域典型风积沙覆盖区为研究对象,开展不同厚度风积沙层覆盖条件下的连续地温观测,结合XGBoost-SHAP和偏最小二乘路径模型等方法,定量分析了气候因子和地表条件对季节冻土变化的相对贡献,系统阐释了风积沙覆盖调控季节冻土热状态和冻融过程的作用机制。 研究发现,风积沙覆盖层显著改变了季节冻土热状况和最大季节冻结深度。随着风积沙层厚度增加,冻土冻结期明显缩短,红梁河流域与北麓河流域冻结期分别缩短23.5%和35.5%。在冻土融化阶段,风积沙覆盖层同样表现出差异化的调控特征,自上而下的融化期显著缩短,其中红梁河流域厚风积沙覆盖层冻土融化期缩短至11.4±5.7天,北麓河流域厚风积沙覆盖层冻土融化期几乎消失。与此相反,冻土自下而上的融化期却随风积沙覆盖层增厚而延长,说明厚风积沙层增强了冻融过程的不对称性,具体表现为上部冻融速率加快,下部冻融速率减缓。 研究进一步表明,冻土最大季节冻结深度总体随风积沙层厚度增加而变浅,风积沙层厚度每增加1厘米,季节冻土最大冻结深度减小0.3厘米。XGBoost-SHAP分析显示,气温是最大季节冻结深度的主导预测因子,降水和净太阳辐射的直接贡献相对较弱;但在厚风积沙层与低植被覆盖度共同作用下,最大季节冻结深度存在增加趋势。偏最小二乘路径模型表明,气候强迫和局地地表条件主要通过地温响应共同调控冻融过程,其中区域气候调控最大季节冻结深度的总体水平,风积沙层厚度和植被覆盖主要调节其局地空间格局。 该研究深化了对风沙化背景下冻土热稳定性变化的认识,为寒区工程热稳定性评估、冻土过程参数化以及风沙化区域生态治理提供了科学依据。 相关成果以Modulating effects of aeolian sand cover on the thermal regime and freeze-thaw processes of seasonally frozen ground on the Qinghai-Tibet Plateau为题发表于国际学术期刊Agricultural and Forest Meteorology。西北研究院博士研究生杜文琰为论文第一作者,蒋观利研究员和吴青柏研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金重点项目、冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室自主部署课题和国家自然科学基金青年科学基金项目(C类)的资助。 论文链接:https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2026.111269 基于SHAP的最大季节冻结深度(MSFD)关键预测因子解释。(a):各预测因子的相对重要性;(b):风沙层厚度(ST)和植被覆盖度(VC)联合指标后的相对重要性;(c):ST-VC平面上的联合SHAP分布;(d):固定其他气候因子典型值下XGBoost预测的MSFD响应面

2026-06-18 中国科学院西北生态环境资源研究院

在全球气候变暖背景下,北方高纬度多年冻土区正面临着野火频发导致的强烈热扰动,导致区域内年碳排放异常增加。数据显示,1997-2023年,高纬度冻土区野火年均碳排放量以8.1 ± 2.9 Tg C的速度显著上升,而全球野火总碳排放量呈下降趋势。作为重要的陆地碳库,高纬度冻土区野火频发对区域内储存的大量的碳构成严重威胁,可能引发不可逆的系统性转变。 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室研究团队,联合东北林业大学等多家高校及科研机构,创新性地提出“多年冻土关键区(Permafrost Critical Zone,PCZ)”概念,将经典的地球关键区(Critical Zone)框架拓展至脆弱的冰冻圈生态系统,基于整体的地球系统这一科学视角,重新全面审视了野火扰动对高纬度PCZ的连锁影响。 研究表明,高纬度多年冻土区野火引发的有机层燃烧和地表反照率降低导致了PCZ失稳,使地表温度升高了7°C,冻土活动层厚度增加了六倍。这种剧烈的热冲击从根本上改变了水文路径,并加速了地下冰融化,改变了多年冻土区的水分储存,加剧了地表径流。此外,野火会急剧降低高纬度冻土区土壤微生物多样性,重构适应低温的土壤微生物群落,引发区域内不同的植被演替轨迹。 研究指出,尽管高纬度冻土区生态与水热系统的恢复有助于重建区域内的碳水循环功能,但在气候变暖背景下,野火反复发生所产生的叠加效应,将导致多年冻土生态系统出现不可逆退化。 研究还强调了将PCZ动态纳入地球系统模型,对预测气候临界点(Tipping Points)以及制定长期可持续发展战略(SDGs)具有重要的科学价值。 相关成果以Wildfires destabilize permafrost critical zones in northern high latitudes为题,作为封面文章发表于国际期刊npj Climate and Atmospheric Science。西北研究院李晓英研究员、东北林业大学金会军教授为论文共同第一作者,西北研究院王晓明研究员为论文通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、科技部重点研发计划青年科学家项目、第二次青藏高原综合科学考察项目、碳中和与能源系统转型计划项目等的资助。 论文链接:https://doi.org/10.1038/s41612-026-01450-4 野火对高纬度多年冻土关键区(PCZ)影响示意图

2026-06-10 中国科学院西北生态环境资源研究院

全球变暖背景下,北极和南极地区正经历显著的海冰消融,而青藏高原作为“世界第三极”,其升温速率亦远高于全球平均水平。然而,青藏高原增温放大效应(Tibetan Plateau amplification, TPA)对两极海冰变化的贡献目前尚未得到系统评估。 近日,中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室极地环境与北极航道研究团队,联合中国科学院成都山地灾害与环境研究所、复旦大学、英国埃克塞特大学、美国加州大学欧文分校等多家国内外科研机构,基于地球系统模式(CESM),设计了一系列全耦合、海-气部分耦合及纯大气数值模拟试验,系统分离了TPA对两极海冰变化的影响,并定量评估了青藏高原增温放大效应对南、北极海冰消融的远程驱动作用及其关键动力机制。 研究结果显示,在高排放情景(RCP8.5)下,TPA分别贡献了约20%–30%的北极海冰损失和约10%–15%的南极海冰损失。值得注意的是,TPA对海冰损失的相对贡献随全球变暖水平的升高而增强,表明其在未来气候背景下的重要性将进一步上升。 机制分析表明,TPA对北极海冰的影响主要通过增强大气经向热量输送实现:TPA加剧了中、高纬度温度梯度,推动急流北移,并加强向极地传播的涡旋活动,从而将更多热量和水汽输送至北极,促进海冰消融。而对于南极,研究提出了一条“两步走”的海-气耦合路径:TPA首先通过增强南向海洋热输送,加热南半球中低纬度海表温度;随后,这些海温异常通过激发大尺度大气环流响应,在南极半岛及威德尔海区域形成有利于暖平流的气压异常分布,最终导致南极海冰退缩。 该研究将青藏高原、北极与南极三大冷源在全球变暖背景下的远程联动机制纳入统一框架,提出了“三极耦合”的新视角。研究成果深化了对青藏高原气候系统影响范围的理解,为提升极地海冰变化的预估能力提供了重要科学依据。 该成果以Far-reaching effects of Tibetan warming amplification on polar sea-ice retreat为题,以Article形式在线发表在国际期刊Communications Earth & Environment上。西北研究院徐勉助理研究员为论文第一作者,吉振明研究员为论文通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金及甘肃省科技计划等项目的联合资助。 论文链接:https://www.nature.com/articles/s43247-026-03542-8 青藏高原增暖放大效应引发南、北极海冰消融的机制示意图,其中数字序号表示北极路径,英文字母序号表示南极路径

2026-05-20 中国科学院西北生态环境资源研究院

青藏高原分布着全球最大的高海拔多年冻土区,其变化对区域生态系统、水文过程、碳循环和重大工程安全具有重要影响。近年来,气候变暖导致多年冻土持续退化,但多年冻土并不会对气温变化产生即时响应,而是受到地表能量交换、土壤水热过程、相变潜热和地下热传导等过程共同调控,表现出一定的滞后性和热记忆效应。长期以来,对青藏高原多年冻土热响应的时间尺度、空间格局及其影响因素仍缺乏系统认识。 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室吴青柏团队整合了2001-2020年青藏高原54个多年冻土钻孔原位监测资料和高分辨率气象强迫数据,采用滞后相关分析、突变点检测和结构方程模型等方法,系统评估了青藏高原气温变化与活动层厚度、多年冻土上限温度及深层地温之间的时间偏移关系。 研究发现,青藏高原多年冻土热状态对气候变化具有明显的多年到年代际尺度热记忆效应,其相对于气温变化的中位表观时间偏移约为8-11年。该时间尺度具有显著空间差异,在温暖潮湿的高原东南部较短,约为6-8年;在寒冷干旱的西北部较长,可达12-15年。 研究进一步表明,气候背景和地形条件共同调控多年冻土热记忆的空间差异。气候因子对热记忆空间变异的相对贡献约为31%-51%,其中气压、降水和辐射等因子具有重要影响;地形和土壤水分等局地条件则通过改变地表能量分配和地下热传输过程,进一步增强多年冻土热响应的空间异质性。 该研究揭示了青藏高原多年冻土退化过程中存在的年代际热记忆效应,说明即使近地表气温升高速率阶段性减缓,地下多年冻土仍可能因前期热量累积而持续升温退化。这一认识有助于深入理解气候变化与多年冻土退化之间的非同步关系,并为改进多年冻土变化预测、评估冻土碳反馈风险和保障青藏高原工程设施安全提供科学依据。 相关成果以Decadal-scale thermal memory of permafrost and climatic and topographic modulation on the Tibetan Plateau为题发表于国际期刊npj Climate and Atmospheric Science。西北研究院博士后付子腾为论文第一作者,吴青柏研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、科技部重点研发计划项目、冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室自主部署课题和甘肃省博士后专项的资助。 论文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-025-63032-x  青藏高原多年冻土热记忆效应的空间格局

2026-05-13 中国科学院西北生态环境资源研究院

全球气候变化的空间差异导致高寒冻土流域水文过程及区域特征发生深刻改变。目前对不同纬度冻土区水文变化特征的异质性、以及流域尺度上的径流变化调蓄机制,尚缺乏系统认知。厘清上述问题,对于认识气候变化背景下寒区水资源演变规律及水源涵养功能具有重要意义。 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室冰冻圈水文团队,基于北半球高寒冻土流域的大量实测数据,结合气候变化的时空差异,系统揭示了气候变化背景下冻土流域径流变化的驱动机制,量化分析了河冰、融雪、热融湖塘等多重因素的影响。 研究结果显示,欧亚冻土河流过去七十年(1951-2020年)冬季普遍在“涨水”,冬季基流明显增加,每10年约涨5%—8%。河冰“缩水”、水下通道更加通畅是主因。降水、蒸散发和冻土储水变化等共同主导了欧亚冻土径流变化的空间异质特征。此外,融雪变化也在春季径流过程中发挥重要作用,改变了径流的季节分配。 进一步研究表明,在青藏高原地区,热融湖塘通过调节降雨后水分的迁移时间和路径,显著增强了事件尺度上地表水与地下水之间的连通性。量化结果显示,湖塘发育流域的土壤水和地下水响应更为强烈,湖泊与河流之间的水力联系存在约2.7–4.6 mm的降雨阈值。该阈值揭示了热融湖塘通过重组水分迁移路径和时序,有效改变了冻土流域的储泄功能。 上述研究揭示,高寒冻土流域水文过程的变化,是气候影响、河冰消减、融雪变化、活动层水文连通性增强、热融湖塘储泄调节等多重机制作用的结果,共同重塑了径流的季节分配与水分迁移路径。研究成果可为气候变暖背景下高寒区水资源变化评估、冻土水文模型改进及水源涵养功能认知提供科学依据。 相关成果分别以Latitudinal gradients in runoff dynamics across undisturbed Eurasian permafrost rivers under accelerating climate change和Storage–supply regulation and rainfall responses driven by thermokarst lakes in permafrost-degrading catchments为题,发表于Advances in Climate Change Research和Journal of Hydrology期刊。西北研究院秦甲副研究员和硕士研究生崔峻豪分别为论文第一作者,秦甲副研究员为论文通讯作者。以上研究成果得到中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金和西藏自治区科技计划项目等资助。 文章链接: https://doi.org/10.1016/j.accre.2026.01.002 https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2026.135593 1951—2020年间欧亚大陆高纬度(>60°N)、中纬度(40°–60°N)及低纬度(30°–40°N)多年冻土区主要河流的极端月流量与平均月流量(LD、HD、MD) 不同降水量下河流水位与热融湖塘、地下水监测点之间的滞后响应特征

2026-05-11 中国科学院西北生态环境资源研究院

黄河源区作为“亚洲水塔”核心区,冰川冻土分布广泛,是全球气候变化最敏感的区域之一。随着全球气候变暖,冰川退缩、冻土持续融化,大量封存在其中的有机物质被释放,对流域碳、氮循环与下游生态环境造成深刻影响。长期以来,该区域多水体(河水、降水、地下水)溶解性有机质协同观测匮乏,其时空特征和来源组成缺乏系统性研究。 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈与全球变化研究室康世昌研究员团队,基于2019-2022年在黄河源唐乃亥、代曲河流域等关键断面的连续观测,系统研究了青藏高原东北部黄河源区冰冻圈水体中溶解性有机质(DOM)的时空分布、来源特征与输运通量,揭示了气候变暖背景下冰冻圈退化对流域碳、氮循环的影响,为全球高寒冰冻圈区生物地球化学模型提供关键数据支撑。 研究结果显示,黄河源区高寒河流中溶解性有机碳浓度显著低于青藏高原高寒河流均值,且呈现明显季节差异。夏季消融期浓度最高,其来源以陆源类腐殖质为主,占比为72%。而地下水中的溶解有机质则以微生物来源的类蛋白物质为主,占比为82%。 研究进一步显示,黄河源区每年向下游输送超过10万吨的溶解性有机碳,其中56%集中在5月至10月。值得注意的是,到本世纪末高排放情景(SSP5-8.5)下,黄河源区冰冻圈流域的溶解性有机质输出量将大幅上升至当前水平的1.64倍,这一变化凸显出冰冻圈退化已成为驱动该区域碳、氮循环的关键机制。 研究指出,气候变暖正加速黄河源区冰冻圈有机碳从“固态封存”向“动态输出”转变,且河流碳、氮输出呈显著增强趋势。该研究成果不仅加深了对青藏高原碳循环机制的认识,更为黄河流域生态保护、水资源管理与气候变化应对提供了科学依据。 相关成果以Riverine dissolved organic matter and its flux in the northeastern Tibetan plateau cryosphere: Insights from continuous observation为题发表于地球科学领域期刊CATENA上。西北研究院硕士研究生卜爱军为论文第一作者,牛贺文研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金委面上基金项目和中国科学院青年创新促进会共同资助。 论文链接:https://doi.org/10.1016/j.catena.2026.110093  黄河源区河水和地下水中溶解性有机质的物质组成 黄河源区唐乃亥地区河流中溶解性有机物的通量变化

2026-04-15 中国科学院西北生态环境资源研究院

全球变暖背景下冰川加速退缩,冰川融水化学组成持续发生改变,山地冰川环境中的溶解态痕量金属既是下游生态系统所需的关键微量营养元素,也可能成为潜在污染物,其释放正受到越来越多关注。然而,目前不同类型冰川系统中痕量金属迁移释放的控制机制仍缺乏系统认识,特别是对山地冰川与极地冰盖的对比研究不足。 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室康世昌研究员团队,开展了全球尺度山地冰川与极地冰盖融水中溶解态痕量金属浓度及迁移特征对比研究。该研究整合了喜马拉雅冰川新的野外观测数据,以及青藏高原、安第斯山、落基山、阿尔卑斯山、格陵兰冰盖和南极冰盖等区域的已发表数据,系统评估了冰川类型对痕量金属释放的控制作用。 研究发现,山地冰川溶解态痕量金属迁移释放能力显著强于极地冰盖,其融水中Zn、Co、Ni、Cd 和 Cu 等元素的浓度明显更高,较全球河流和海洋参考值高出 1 - 2 个数量级,证实山地冰川是更为活跃的溶解态痕量金属释放源。这种差异与山地冰川流域更强的水-岩相互作用、更复杂的岩性组成、更快速的排水系统以及更多新鲜磨蚀反应颗粒密切相关,而极地冰盖则更多受较长的冰下水体停留时间及不同地球化学环境的影响。 研究进一步表明,冰川退缩释放的化学成分对下游生态系统具有双重效应。冰川融水可向贫营养环境输送具有生物学意义的痕量元素,也可能增强潜在有害金属的迁移释放,从而影响下游淡水水质。因此,该研究将冰川地球化学的重要性由单纯的元素迁移问题,拓展到冰冻圈变化与人口密集流域水质安全、生物地球化学过程之间的关联研究,为全球冰川区环境风险评估提供了重要的科学依据。 该成果以Glacier-specific controls on enhanced trace metal mobility across global mountain and polar meltwaters为题,发表在国际期刊 Communications Earth & Environment上。西北研究院博士后Shipika Sundriyal为第一作者,Tanuj Shukla 副研究员为通讯作者。该研究得到甘肃省博士后科研基金的资助。 论文链接:https://doi.org/10.1038/s43247-025-03064-9. 冰川与冰盖融水中痕量金属浓度相对于全球河流和海洋平均浓度的对比 全球尺度下冰川与冰盖融水中痕量金属的迁移释放特征

2026-04-14 中国科学院西北生态环境资源研究院
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