地震在瞬间改变山河地貌的同时,其深远的生态环境影响正被一项长期研究揭示。近日,成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护全国重点实验室范宣梅教授团队,在国际顶级期刊《Nature Communications》上发表了一项开创性研究成果。首次系统揭示了强震诱发滑坡对陆地碳循环产生的长期影响。
一场毁灭性的大地震,除了带来灾难,还会对生态环境带来怎样的影响?以往大家直观地认为地震导致的滑坡会破坏地表植被,造成“碳”的流失,然而研究团队通过对2008年汶川地震后十余年的长期追踪,这次地震竟让“碳”储量不降反升,揭开了地震作为“碳电容”的神秘面纱。

2008年汶川地震后,范宣梅教授团队将目光投向了更长远的生态环境效应——他们以龙山区域为“天然实验室”,用12年时间追踪碳的去向。他们的足迹遍布整个龙门山震区的123处滑坡点,实测土壤有机碳、统计植被生物量,结合卫星遥感和机器学习模型,一步步还原了震后碳的“流动轨迹”。结果出人意料:地震诱发滑坡侵蚀了约550万吨有机碳,这些碳并未流失,反而被滑坡堆积埋藏,长期滞留在山区坡面及沟道,地震像一块巨大的“碳电容”,把有机碳暂时储存进山区,然后缓慢释放。

“碳电容”的核心是“先存后放”:地震时,滑坡瞬间将生态系统生物量掩埋,完成高强度碳储存,震后滑坡堆积体逐渐趋于稳定,超过80%的堆积体仍滞留在山区坡体,同时伴随震后地面新生植被的恢复,研究区整体出现有机碳储量增加的趋势(高达10%),埋藏碳可能在山体中“停留”数百年甚至千年,所以这样的碳汇过程并非短期过程。
在龙门山这样构造高度活跃的山区,地震就像一次次“脉冲信号”,反复扰动生态系统,其累积的“碳电容效应”或让这些区域长期成为碳汇。值得注意的是,龙门山区域土壤碳恢复到震前水平千余年,与当地强震复发周期相当,意味着下一次地震来临时,上一轮“碳电容”未完成“放电”,新一轮“充电”已开始,频繁地震可能让造山带长期处于净固碳状态。

这项研究让我们重新认识自然系统的复杂与精妙。地震不仅是摧毁者,也可能在更长时间尺度上扮演“调节者”的角色——它不仅重塑地貌与生态系统结构,也在悄然影响着陆地碳循环。将地震等极端事件纳入碳循环的长期框架,有助于我们更全面地理解地球各圈层之间的相互作用及反馈机制。在漫长的地质时间尺度下,正是这些看似剧烈而短暂的过程,参与塑造并维系着我们赖以生存的地球环境。
该论文由范宣梅教授担任通讯作者,刘杰博士为第一作者,成都理工大学为第一单位。研究团队还包括许强教授、唐晓鹿研究员,以及英国卡迪夫大学Tristram Hales教授、美国南加州大学Joshua West教授、捷克科学院John Janse和英国杜伦大学Erin Harvey博士。该研究受到国家杰出青年科学基金(42125702)、国家自然科学基金(42507288,W2412050)的共同资助。
作者:张凤琼 林登临 马强
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