你有没有感觉，这些年的春天来得越来越不规律了？这不是错觉，全球变暖正导演着一场波及整个北半球的“春日变奏曲”。
土壤冻融循环
影响春季的脚步
最近，中国科学院新疆生态与地理研究所副研究员马晓飞在国际学术期刊《全球变化生物学》上发表的研究成果，揭示了一位隐藏在幕后且能量巨大的“指挥家”——土壤的冻融循环。“它正挥动着指挥棒，让春天或快半拍，或慢半拍。”
土壤冻融循环，指土壤中的水分随着温度波动而发生冻结与融化的交替过程。这项研究融合了长达20年（2003-2022年）的卫星物候数据与气候再分析资料，系统评估了泛北半球范围内冻融循环频率对生长季开始时间的影响。结果发现，虽然北半球生长季开始期平均以每十年约1.9天的速度提前，但仍有超过28%的植被区域呈现稳定甚至推迟的趋势，尤其在广袤的北方森林、高寒地区与苔原带。这一看似矛盾的现象，背后正是冻融循环这位“指挥家”在发挥作用。
研究团队借助被称为“太空相机”的MODIS卫星，持续20年追踪北纬30度以上每一片森林、草原与苔原的返青日期，同时利用微波遥感数据精确记录每年土壤经历“冻结—融化—再冻结”的循环次数。借助不同分析方法，厘清温度、降水、辐射等因子的独立贡献。不仅如此，研究团队还注意到不同生态系统可能具有截然不同的响应机制，因此他们将北半球植被按类型细分——如北方泰加林、温带阔叶林、荒漠、苔原与高山草甸等，开展了一场细致的“分科室会诊”。正是通过这种系统性的诊断分析，一个关于冻融循环的“双面故事”逐渐清晰。
展开剩余55%经过层层“诊断”，研究团队发现，尽管春天整体提前，但北半球超过四分之一的区域呈现稳定或推迟的“叛逆”状态，这些地方主要分布在北方森林、高纬度苔原及部分高海拔山区。为什么在全球变暖的背景下，春天反而会迟到？答案正隐藏在冻融循环的变化中——冻融循环并非总是促进春天早到，它实际扮演着“双面角色”，其影响因生态系统类型而异。对于耐寒的北方森林而言，适度的冻融循环如同温和的唤醒铃，能逐渐打破树木的冬季休眠，刺激土壤微生物活动，提前释放养分。在这些地区，冻融次数越多，春天往往来得越早，最多可提前约7天。
然而，在干旱的荒漠和部分温带森林中，情况却截然相反。对于荒漠中依赖深根获取水分的植物，表层土壤的反复冻融不但无法提供有效水分，还可能破坏土壤结构、加速蒸发，甚至损伤植物根系。而在某些温带森林，过于频繁的冻融就像反复将人从温暖的被窝拽入冰天雪地，会导致植物生理损伤、消耗大量修复能量，从而显著推迟发芽时间，延迟幅度甚至有20天以上。至于高山草甸与苔原这类高寒生态系统，故事则更为复杂——适度的冻融或许有益，但过于频繁反而会因积雪减少、土壤失稳而产生负面效应，其响应曲线呈波浪形，体现出自然系统精巧而脆弱的内在平衡。
冻融循环时间窗口压缩
未来预测春天将更复杂
研究还揭示，随着全球变暖持续，土壤冻结期缩短，冻融循环发生的“时间窗口”被压缩，其对物候的整体影响力在2003年至2016年间已呈现减弱趋势。与此同时，当温度不再成为最主要的限制因子时，太阳辐射的重要性便日益凸显。值得注意的是，这场变化在不同地区的步调并不一致：例如寒带森林对冻融的敏感性下降较快，而一些灌木林地则变化平缓。
这项研究同时表明，未来预测春天将变得比以往更加复杂。“在北方森林配资门户首页地址，冻融或许助推春天提早，增强碳汇功能；而在干旱区域，它却可能加剧春季水分胁迫，带来更大的生态压力。”马晓飞说。可见，这首“春日变奏曲”由温度、水分、阳光以及土壤冻融共同谱写。 据光明日报
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