环北极多年冻土区的泥炭地拥有巨大的面积和丰富的氮储量，中高纬快速升温导致冻土泥炭地退化，可使其成为全球重要的大气活性氮排放源，因观测技术限制，尚未在该区域开展氮氧化物（NOx）通量原位观测，对冻土泥炭地排放源强度、全球贡献和退化影响都不清楚。

中国科学院大气物理研究所碳氮循环研究团队开发了“合成空气吹扫-稳态暗箱法”，该方法适于在无电力设施的偏远区域开展NOx通量离线观测；在欧亚大陆南缘多年冻土区泥炭地开展了两周年原位观测显示：退化的冻土泥炭地是明显的NOx排放源，排放量达到全球农田背景排放水平；冻土退化导致固氮桤木在泥炭地广泛扩张，使得泥炭地排放量激增至全球施肥农田排放水平。

该研究通过观测技术创新，率先在环北极多年冻土区开展NOx通量原位观测，研究成果与先前研究（Ramm等，2022a；b）共同揭示出新的冻土氮循环范式，即退化冻土的矿质氮转化和活性氮排放与温带热带土壤同等重要，退化冻土将成为全球活性氮气体重要排放源。该成果以研究论文形式发表于环境科学与生态学一区期刊《Global Change Biology》，中国科学院大气物理研究所刘春岩研究员为论文第一和通讯作者，合作者来自中国科学院大气物理研究所、中国科学院东北地理与农业生态研究所、德国卡尔斯鲁厄理工学院气象气候与大气环境研究所，研究得到国家重点研发计划（2022YFF0801904）、国家自然科学基金（42075121、41861134029）和德国科学基金会项目资助（DA1217/4-1）。

文章链接：Chunyan Liu*, Hongyu Yue, Wei Zhang, Zhisheng Yao, Yuepeng Pan, Xianwei Wang, Changchun Song, Klaus Butterbach-Bahl, Michael Dannenmann* (2024). Alder expansion stimulates nitrogen oxide (NOx) emissions from southern Eurasian permafrost peatlands. Global Change Biology, 30, e17368. https://doi.org/10.1111/gcb.17368

Elisabeth Ramm, Chunyan Liu*, Per Ambus, Klaus Butterbach-Bahl, Bin Hu, Pertti J Martikainen, Maija E Marushchak, Carsten Mueller, Heinz Rennenberg, Michael Schloter, Henri M P Siljanen, Carolina Voigt, Christian Werner, Christina Biasi*, Michael Dannenmann* (2022a). A review of the importance of mineral nitrogen cycling in the plant-soil-microbe system of permafrost-affected soils—changing the paradigm.Environmental Research Letters, 17, 013004. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ac417e

Elisabeth Ramm, Chunyan Liu*, Carsten W Mueller, Silvia Gschwendtner, Hongyu Yue, Xianwei Wang, Juliane Bachmann, Joost A Bohnhoff, Ulrike Ostler, Michael Schloter, Heinz Rennenberg, Michael Dannenmann* (2022b). Alder-induced stimulation of soil gross nitrogen turnover in a permafrost-affected peatland of Northeast China. Soil Biology and Biochemistry 172, 108757. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2022.108757

图1：固氮桤木扩张激发欧亚大陆冻土区泥炭地氮氧化物排放