CEE:強(qiáng)震后的生態(tài)恢復(fù)對(duì)碳收支的影響：一場(chǎng)地球的“自我修復(fù)”

2008年汶川Mw 7.9級(jí)特大地震觸發(fā)了大規(guī)模滑坡，劇烈擾動(dòng)了龍門山的地表碳庫(kù)。長(zhǎng)期以來(lái)，學(xué)術(shù)界傾向認(rèn)為這類極端構(gòu)造事件會(huì)導(dǎo)致有機(jī)碳庫(kù)的破壞和快速氧化，從而形成區(qū)域性的“碳源”。事實(shí)上，地震對(duì)碳循環(huán)的影響是多方面的（包括加速巖石風(fēng)化消耗CO2、增強(qiáng)有機(jī)碳輸移和埋藏等），更可能是長(zhǎng)期的。然而，由于缺乏長(zhǎng)期系統(tǒng)觀測(cè)，地震在不同時(shí)間尺度上究竟表現(xiàn)為“碳源”還是“碳匯”，仍缺乏明確認(rèn)識(shí)。

針對(duì)這一科學(xué)問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所金章東研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)多家高校與科研機(jī)構(gòu)開展了系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)。該團(tuán)隊(duì)綜合分析了91個(gè)實(shí)地調(diào)查樣方數(shù)據(jù)，并利用2000–2023年的遙感數(shù)據(jù)，系統(tǒng)評(píng)價(jià)了汶川地震滑坡區(qū)植被與土壤碳儲(chǔ)量的恢復(fù)軌跡及模擬了未來(lái)演化趨勢(shì)。

研究結(jié)果顯示，汶川地震在岷江上游引發(fā)的滑坡共造成約2.72±0.52 Tg（1 Tg = 1012 g）的有機(jī)碳侵蝕，岷江、涪江和沱江流域的有機(jī)碳侵蝕總量可達(dá)7.80±1.84 Tg（相當(dāng)于長(zhǎng)江輸送的生物有機(jī)碳年通量的7倍），其中土壤有機(jī)碳碳約占75%。重要的是，滑坡侵蝕的有機(jī)碳并未全部氧化為CO2，約43%–56%侵蝕的有機(jī)碳逃過(guò)坡面氧化（圖1），通過(guò)河流系統(tǒng)輸出并最終埋藏于水庫(kù)或下游沉積物中，形成長(zhǎng)期碳匯。

圖1 不同氧化速率情形下，岷江流域地震擾動(dòng)有機(jī)碳在震后的河流搬運(yùn)與氧化

進(jìn)一步地，該研究通過(guò)遙感時(shí)間序列分析發(fā)現(xiàn)，地震滑坡后植被覆蓋恢復(fù)與碳儲(chǔ)量修復(fù)之間存在明顯“時(shí)間錯(cuò)位”：盡管滑坡區(qū)植被指數(shù)（NDVI）可在震后13至20年內(nèi)迅速恢復(fù)，但植被碳儲(chǔ)量恢復(fù)至震前一半水平約需74±5年（圖2），而土壤有機(jī)碳庫(kù)的恢復(fù)則可能需要數(shù)百年。

圖2 植被指數(shù)與碳儲(chǔ)量恢復(fù)

最后，該研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了震后區(qū)域碳收支演化模型（圖3）。結(jié)果顯示，盡管強(qiáng)震在瞬時(shí)造成巨大生態(tài)破壞，但隨之而來(lái)的植被再生、土壤碳庫(kù)恢復(fù)與顆粒有機(jī)碳沉積埋藏能夠在數(shù)十年尺度上逐步抵消初期有機(jī)碳氧化，推動(dòng)滑坡區(qū)碳收支向碳匯方向轉(zhuǎn)變。這一發(fā)現(xiàn)表明，強(qiáng)震后有機(jī)碳的氧化、河流搬運(yùn)埋藏以及生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)共同構(gòu)成了一個(gè)長(zhǎng)期演化過(guò)程，生態(tài)恢復(fù)在調(diào)節(jié)極端事件之后碳循環(huán)中發(fā)揮著不可忽視的作用。

圖3 2008年汶川地震碳收支演化

相關(guān)成果發(fā)表在Nature集團(tuán)旗下期刊Communications Earth & Environment上。朱超博士研究生為第一作者，金章東研究員與汪進(jìn)研究員為通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（42322305、42221003）的聯(lián)合資助。

Zhu C, Wang J, Wen M, et al. (2026) Rapid revegetation after the Wenchuan earthquake offsets landslide-induced carbon losses. Communications Earth & Environment. https://doi.org/10.1038/s43247-026-03314-4