科研進(jìn)展
泛北極地區(qū)河流碳氮傳輸研究獲新進(jìn)展
河流作為連接陸地與海洋碳氮庫的重要樞紐，對全球生物地球化學(xué)循環(huán)具有關(guān)鍵作用。然而，由于觀測數(shù)據(jù)匱乏及過程的復(fù)雜性，目前對泛北極地區(qū)河流碳氮的時(shí)空動(dòng)態(tài)特征及其對氣候變化和人類活動(dòng)驅(qū)動(dòng)的響應(yīng)機(jī)制研究仍較為缺乏。
近日，中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學(xué)相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)基于2009至2021年的原位觀測數(shù)據(jù)庫，揭示了泛北極地區(qū)六條大河的碳氮輸出時(shí)空動(dòng)態(tài)及其驅(qū)動(dòng)因子。
研究發(fā)現(xiàn)，泛北極地區(qū)河流向海洋輸送的碳氮量分別約為每年35.30太克和1.04太克，主要以溶解態(tài)形式存在。碳氮輸出的季節(jié)特征受水文過程和生物地球化學(xué)過程共同支配，其中春夏季因冰雪消融引發(fā)徑流峰值，導(dǎo)致有機(jī)碳與有機(jī)氮濃度達(dá)到最高，而無機(jī)碳與無機(jī)氮濃度則在冬季出現(xiàn)峰值。
該研究利用隨機(jī)森林模型，集成了包括氣候、水文特征、河流化學(xué)性質(zhì)、土地覆蓋以及人口密度在內(nèi)的共30個(gè)潛在影響因子，通過置換重要性（%IncMSE）量化潛在影響因子的相對貢獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)水文特征（%IncMSE：63.2 ± 15.4%）在驅(qū)動(dòng)泛北極地區(qū)河流碳氮輸出中占主導(dǎo)地位。
本研究系統(tǒng)揭示了泛北極地區(qū)六條大河碳氮傳輸?shù)臅r(shí)空變化特征及其影響因子，這些發(fā)現(xiàn)為理解北極變暖背景下誘導(dǎo)的水文變化如何重塑泛北極河流中的物質(zhì)輸送提供了新視角。
研究成果以Pan-Arctic riverine carbon and nitrogen exports dominated by hydrologic factors為題發(fā)表于Environmental Research期刊。西北研究院博士研究生趙玉嬌為第一作者，張玉蘭研究員為通訊作者。該研究由國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和甘肅省科技計(jì)劃項(xiàng)目共同資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.envres.2025.122017
2009–2021年間碳、氮濃度的季節(jié)變化。河流按西至東（由左至右）排列，依次為鄂畢河、葉尼塞河、勒拿河、科雷馬河、育空河和麥肯齊河
使用隨機(jī)森林（RF）模型按%IncMSE排序，確定泛北極河流中顆粒物（碳、氮和懸浮顆粒物）濃度（a）和通量（b）的影響因子
