夥海外大學研全球暖化凍土滑塌 港中大揭緩解氣候變化重要元素 凍土植被復原料成全球減碳關鍵

國家「十五五」規劃將深海深地極地探測列入「前沿科技攻關」項目之一，香港憑藉「背靠祖國、聯通世界」的獨特優勢，正為極地科研注入新動能。近年本港科研人員積極參與國家極地考察，推動香港科研力量融入國家發展大局，進一步開拓極地科研探索新機遇。其中香港中文大學地球與環境科學系聯合海外大學團隊，透過衛星及航空測量數據，聚焦北極與高海拔地區的多年凍土（permafrost）於全球暖化衝擊下滑塌的情況，揭示凍土上的植被往往需時十年甚至逾百年才能恢復，並透過拆解影響植被恢復的因素以預測其復原時間。有關發現可望為緩解凍土中碳釋放引致的氣候變化加劇問題，提供重要的科學支撐。

●香港文匯報記者 楊盈盈

是次研究由港中大地球與環境科學系副教授劉琳，伊利諾伊大學厄巴納香檳分校植物生物學副教授Mark Lara，及其博士後研究員和中大博士畢業生夏卓璇共同領導，成果已於昨日（30日）出版的國際頂尖期刊《自然氣候變化》發布。團隊聚焦於熱融滑塌（thaw slumps）現象——那是因大量地下冰融化，導致凍土層失穩而引發、類似山泥傾瀉的突發性崩塌，不僅破壞植被，還會將原本封存於土壤中的有機碳釋放，從而對碳循環、生態系統穩定性以至全球暖化趨勢帶來深遠影響（詳見另稿）。

熱融滑塌重塑北極高海拔區地貌

劉琳解釋，熱融滑塌根本上重塑了北極和高海拔地區地貌，了解植被在這些干擾後如何恢復，對預測長期生態系統變化及其對全球碳循環的影響至關重要；目前全球約5%多年凍土區域，即約90.5萬平方公里，受到此突發性解凍現象影響。

研究團隊綜合數十年的衛星觀測及無人機航空測量資料，分析阿拉斯加、加拿大北部及西北部、西伯利亞和青藏高原等8個多年凍土區的植被恢復情況；通過追蹤地表「變綠」過程，團隊重建出熱融滑塌發生後的植被恢復時間表，並比較不同氣候與生態條件下的恢復差異。

結果顯示，位於北極較高緯度及高海拔地區的凍土滑塌，其植被綠度恢復遠較低緯度地區長。夏卓璇指出，低緯度北極地區大約可在10年內恢復植被覆蓋；高緯度北極與高海拔地區則可能需要數十年，甚至超過100年。

研究並發現，植被恢復時間與當地的總初級生產力——即衡量植物光合作用能力的指標密切相關，讓科學家可據此預測植被在滑塌後所需的恢復年期。

掌握「重生」時間助評估碳循環影響

劉琳表示，掌握植物如何在受熱融滑塌破壞的地區重新生長，有助科學家更準確評估這些事件對碳循環的潛在影響，並了解其在氣候變化中可能帶來的加劇或緩解作用；即使植被在外觀上看似已恢復，但其植物組成及生物多樣性通常會發生變化，且難以在短時間內回復原有狀態。若當地生長灌木，則通常會迅速覆蓋受干擾區域，可發揮穩定土壤的作用和提升碳吸收潛力。Mark Lara補充，雖然植物無法完全吸收多年凍土在變暖和融化過程中釋放的碳量，但有可能抵消其中一部分損失。

展望未來，劉琳指會與環境化學、生命科學及機械人工程領域的跨學科專家展開合作，冀全面探討極地環境對氣候變化的反應。

為聯合國家科研力量推動極地研究，港中大成立了香港極地科學創新中心支持包括劉琳在內的香港科學家參與極地觀測。中心執行主任林煌權表示，在「十五五」規劃下，中心除可擔當「超級聯繫人」和參與者角色外，亦希望於學術研究、人才培養及技術成果轉化方面發揮推動和促進作用，以實現科技改善生活、服務社會、服務人類，並在氣候變化及命運共同體建設方面作貢獻，「極地環境充滿不確定因素，如何推動跨學科合作、善用現代人工智能，有不少課題值得探索。以採樣設備的電池能源為例，在極端環境下，電池的穩定性、功能及持續供電能力等，均是極具研究價值的範疇。」

中心主任任揚補充，希望透過極地研究的新興領域，啟發年輕一代學生在充滿挑戰的環境中思考如何發揮新思維，開拓新的學習及研究方向。