《冻土环境生态学》：解码地球“冰封记忆”的生态密码

冻土——地球的“时光胶囊”正在苏醒。

你是否想过，地球上那些终年冻结的土壤，不仅封存着远古的气候密码，还隐藏着影响全球生态的“定时炸弹”？随着气候变暖加速，北极的冻土正悄然融化，释放出巨量温室气体，重塑地貌景观，甚至改变水文循环……
《冻土环境生态学》一书，正是这样一把打开冻土奥秘的钥匙。它由牟翠翠、彭小清领衔的科研团队倾力打造，系统揭示冻土与生态、气候、环境的深层互动，为应对全球变化提供科学支撑。无论是科研工作者还是生态爱好者，这本书都将带你走进冰冻圈科学的奇妙世界！

核心内容多维透视冻土生态系统的前世今生

1. 冻土形成与环境互馈机理

• 气候与冻土共生：解析冻土发育的温度阈值、积雪保温效应及植被反馈机制，揭示高纬度与高海拔冻土的空间异质性。

• 冻土制图： 基于目前已发布的的多种冻土分布图，量化环北极与青藏高原冻土面积。

2. 气候变化下的冻土退化与生态响应

• 气温与降水双驱动： CMIP6模型预测显示，北半球冻土区变暖速率达非冻土区的1.4～1.6倍，高排放情景下多年冻土面积大幅退化。

• 植被-冻土反馈链： 冻土融化导致活动层增厚，灌木扩张通过积雪再分配加剧土壤升温，形成“变暖-融化-碳排放”正反馈。

3. 碳循环与污染物的“冰封与释放”

• 碳库危机：全球多年冻土封存约1.5万亿吨有机碳，升温导致微生物活性增强，冻土碳释放或使生态系统从“碳汇”逆转为“碳源”。
  

• 污染物迁移：汞、POPs等污染物随冻融过程释放，甲基汞生物富集威胁极地食物链，书中详述其地球化学路径与防控策略。

4. 热喀斯特地貌与工程挑战

• 热融湖塘与滑塌灾害： 冻土融化引发热喀斯特湖扩张、热融滑塌和海岸侵蚀加速，书中结合遥感与实地监测揭示其时空演化规律。

• 工程影响：针对青藏铁路、北极基础设施，评估热融灾害对工程的影响。

✨ 亮点特色：前沿科学与实践应用的深度融合

1. 学科交叉，系统集成

• 多源数据整合：融合野外观测（GTN-P网络）、卫星遥感（MODIS/AVHRR）、模型模拟（CMIP6/Noah）等多维度数据，构建冻土环境研究的“数据-模型-验证”闭环。

• 多学科方法：从微生物群落分析到碳同位素示踪，从水文过程建模到污染物迁移模拟，展现生态学、地理学、水文学、环境科学的深度交叉。

2.立足前沿，回应全球关切

• 气候临界点预警：明确冻土退化作为气候系统临界点之一，量化冻土碳反馈对温控目标的潜在冲击。

• 北极放大效应：揭示高纬度冻土区变暖速率是北半球均值的2倍，为IPCC报告提供关键证据支撑。

3.实践导向，服务可持续发展

• 生态保护与工程应用：提出冻土区湿地修复、碳汇管理、污染物阻控等技术路径，助力“双碳”目标与绿色“一带一路”建设。

• 案例丰富：涵盖青藏高原、环北极、蒙古高原等典型区域，配以200+图表与30+研究案例，兼具理论深度与实操价值。

主要作者简介 | 冰冻圈科学领军力量

牟翠翠

兰州大学资源环境学院教授，博士生导师，教育部“长江学者奖励计划”青年学者，甘肃省领军人才。2017年获“施雅风冰冻圈与环境基金”青年科学家奖、获国际冰冻圈科学协会（IACS）颁发的“最佳青年报告奖”；2022年获“第十届甘肃青年科技奖”、青藏高原研究会“第十三届青藏高原青年科技奖”。主要从事多年冻土碳循环研究，在逐步升温碳分解机理、速变融化碳释放调控、陆-水系统碳动态等方面取得了一系列研究成果。在国内外期刊上发表论文100余篇，其中SCI/SSCI收录80余篇，包括第一/通讯作者在

Nat Commun、Glob Change Biol、Earth-Sci Rev、ISPRS J Photogramm Remote Sens、Global Biogeochem Cycles、Geophys Res Lett

彭小清

兰州大学资源环境学院教授，博士生导师。2023年获“施雅风冰冻圈与环境基金”青年科学家奖。主要从事冻土与气候互馈关系研究，在冻土水热过程、冻土变化、冻土变化的生态环境效应方面取得了一系列研究成果。以第一及通讯作者在领域主流期刊

Cryosphere、Journal of Climate、Earth System Science Data、Earth’s Future

目录一览

左右滑动查看全书目录

购书直达

ISBN：978-7-03-079186-3

本文摘 自《 冻土环境生态学 》（牟翠翠，彭小清主编. 北京： 科学出版社，2025.3）一书“前言”，有删减修改，标题为编者所加。

（本文编辑：谢婉蓉）

地球为你而转！

欢迎关注：赛杰奥（sci_geo）

科学出版社地球科学订阅号