作为全球气候变化响应最为敏感的区域之一，青藏高原近年来持续经历增温过程，伴随多年冻土退化和活动层加深，植被春季返青时间普遍提前。春季返青时间的变化不仅关乎高寒生态系统的生产力和碳汇功能，还深刻影响着“亚洲水塔”的生态水文过程及其对气候变化的反馈机制。长期以来，学界对青藏高原春季返青时间变化的研究多聚焦于气温和降水等水文气象因子的直接影响，而季节性冻融过程引发的春季土壤水分回归及其生态效应一直缺乏清晰的定量描述。

针对这一科学难题，四川大学山区河流保护与治理全国重点实验室生态水文研究中心的王根绪研究员团队，联合国内多家科研单位的学者，于近日在国际知名期刊《自然-通讯》上发表了题为“Freeze-Thaw-Driven Soil Moisture Return Significantly Contributes to Spring Phenology on the Warming Qinghai-Tibet Plateau”的研究论文。

该研究综合运用了2003年至2024年间青藏高原25个区域内32个站点的多源观测与再分析数据，通过构建“蒸散发水分解限效应”（REML）定量分析框架，首次将冻融驱动的土壤水分回归效应（ESMR）与同期春季降水驱动的土壤补水效应（Eprec）在土壤水分监测结果中明确区分并定量比较，系统揭示了冻融水文过程对高寒植被春季物候的关键调控作用。

研究发现，青藏高原研究站点内的ESMR和Eprec在多数区域均呈现持续增强趋势。通过构建混合效应模型，团队揭示了青藏高原春季返青时间对ESMR响应具有显著的阈值性和非线性特征，具体表现为随着ESMR的增强，春季返青时间先提前后推迟。同时，研究还发现ESMR、Eprec与春季气温之间存在显著的交互作用，青藏高原春季物候受三者共同调控。三者的同步增加有利于春季返青提前，但当三者变化不同步时，可能会对春季返青时间的提前产生拮抗作用。贡献分解结果显示，在青藏高原不同研究站点上，ESMR对春季返青时间提前的贡献达到20.7% ± 2.1%，高于春季气温和Eprec，显著驱动了春季返青时间的提前以及春季碳汇的增强。研究团队指出，上述内在机制在冻土退化背景下会发生演变。当活动层厚度超过约2.2米时，ESMR对表层土壤水分的敏感性相较于浅活动层提高约31%，与此同时，中层和下层活动层土壤水分对ESMR的影响逐渐减弱。这表明，随着活动层的持续加深，青藏高原土壤水分对春季物候的调控特征正由“表层—中层协同”逐步转向“表层主导”。

该研究进一步深化了对气候变化背景下寒区多层级水文过程非线性交互作用及其对植被春季物候影响机制的认识，对理解未来变暖背景下高寒生态系统水—碳耦合过程及其反馈具有重要意义，为认识气候变化背景下青藏高原生态系统功能演变、完善寒区生态水文理论、提升“亚洲水塔”生态保护与适应性管理提供了新的科学依据。

（四川大学供稿）