冻土区域大约占全球陆地面积的14%，但是存储了至少全球土壤有机碳的30%。随着近几十年来全球气候不断变暖，冻土消融加速了流域水文和生物地球化学循环变化，导致冻土封存的有机碳转化为温室气体二氧化碳和甲烷释放到大气中，从而加剧气候变暖。

欧亚大陆拥有全球最大面积的冻土区，而我国东北区域位于欧亚大陆冻土区最南端，其冻土的消融对气候变暖响应最为敏感。本课题组与美国布朗大学Yongsong Huang教授以及来自中国科学院地球环境研究所、中国科学院广州地球化学研究所和中国科学院西北生态环境资源研究院等科研人员密切合作，利用长链烯酮同分异构体、GDGTs、里白烯碳同位素和总有机碳同位素等多个有机代用指标，重建了东北五大连池湖泊钻孔高分辨率的水文、甲烷循环和碳循环变化。结合模拟的东北区域冻土南界线变化结果，该研究揭示了冻土消融通过打开地下水径流渠道导致五大连池湖水快速变淡，同时湖泊甲烷循环和碳循环快速增强。在全球变暖背景下，该研究加强了冻土区湖泊将成为释放温室气体的重要渠道。

该研究成果以“Permafrost thaw induced abrupt changes in hydrology and carbon cycling in Lake Wudalianchi, northeastern China”为题发表在地质学顶级期刊Geology（Nature Index期刊）上。西安交通大学全球环境变化研究院姚远副教授为论文第一作者和通讯作者，美国布朗大学Yongsong Huang教授为共同通讯作者，西安交通大学程海教授、中国科学院地球环境研究所刘卫国研究员和赵家驹副研究员、中国科学院西北生态环境资源研究院冉有华副研究员、中国科学院广州地球化学研究所助理研究员王丽为论文合作作者。本研究获得中国国家自然科学基金、美国国家自然科学基金和中国科学院战略重点研究计划等项目支持。

论文链接：https://doi.org/10.1130/G48891.1