2026年2月，杨琰教授团队在地学领域Top期刊《CATENA》在线发表了题为“Vegetation productivity and soil CO₂ correlation were decoupled during post-wildfire recovery in karst landscapes”的研究论文。

该研究聚焦全球变暖背景下日益频发的极端高温干旱及引发的野火事件，以中国西南典型喀斯特槽谷区（重庆酉阳）2022年夏季野火为研究对象，通过构建“火烧区-未火烧区”的对比观测系统，综合运用遥感植被指数（EVI）、植被总初级生产力（GPP）估算、高分辨率土壤CO₂分压（pCO₂）监测及土壤碳同位素（δ¹³C-CO₂）等多源数据，系统揭示了野火干扰后地上植被恢复与地下关键碳过程之间的复杂关系。

研究发现，极端干旱诱发的野火对喀斯特生态系统碳循环的影响远非单一。尽管地表植被在灾后展现出较快的恢复速度，在非干旱条件下，火烧区的增强型植被指数（EVI）在一年内从接近0迅速恢复至约0.6，总初级生产力（GPP）也从近零增至约5 g C/m²/天。然而，这种快速的“绿化”主要由浅根系的草本和灌木驱动，而作为生态系统骨架的深根性木本植物恢复则显著滞后。

这种地上植被恢复策略的差异，直接导致了地下土壤碳动力学的深刻变化，最核心的表现是土壤CO₂剖面的“倒置”。研究发现，在浅层土壤，由于浅根植物恢复迅速，根系呼吸和有机质分解增强，其土壤pCO₂甚至高于未火烧区。但在深层土壤，由于深根木本植物尚未恢复，根系呼吸和有机碳输入严重不足，土壤pCO₂持续低迷，显著低于未火烧区。

这一发现揭示了喀斯特生态系统在野火干扰下的关键脆弱性：“植被-土壤-岩石”碳过程耦合的解耦。深层土壤pCO₂的长期低迷，将直接削弱由CO₂溶于水形成的碳酸对碳酸盐岩的溶蚀能力，进而可能从长远角度削弱喀斯特地区至关重要的地质风化碳汇。这意味着，如果仅基于地表植被的快速恢复来评估区域火灾后的碳平衡，将会严重高估生态系统的碳汇潜力。

上述成果以西南大学为第一单位，西南大学地理科学学院2023级硕士研究生刘旭阳为论文第一作者，杨琰教授和曾思博教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目、重庆市研究生科研创新项目基金等的资助。

论文链接为： https://doi.org/10.1016/j.catena.2026.109903

图1. 烧伤严重程度(dNBR)和植被覆盖率(EVI)的空间示意图。

(a)根据dNBR值，烧伤严重程度分为四个等级:未燃烧、低严重程度、中等严重程度和高严重程度。(b)2022年9月增强植被指数(EVI)图像(火灾后一天)；(c)2023年9月的EVI图像(火灾后一年)；(d)2024年8月的EVI图像(火灾后两年)。

图2. 火烧区与未火烧区环境参数的变化特征

(a) 2022—2025 年的日平均气温和降水量；(b) 2022—2025 年基于GEE计算的不同火烧强度区域的增强型植被指数（EVI）（各区域均选取 30 m × 30 m 的样区）；(c) 野火影响区与未火烧区的红边总初级生产力（GPP_CIr，总初级生产力，g C /m² /day）；(d) 火烧区与未火烧区 20 cm 和 30 cm 土层的土壤 CO₂浓度；(e) 火烧区与未火烧区 20 cm 和 30 cm 土层的土壤温度；(f) 火烧区与未火烧区 20 cm 和 30 cm 土层的土壤含水量（SWC）；(g) 火烧区与未火烧区 20 cm 和 30 cm 土层的土壤电导率；(h) 火烧区、未火烧区及轻度火烧区土壤气体中 δ¹³C-CO₂的变化特征；(i) 火烧区野火后近地表大气 CO₂浓度的变化特征。（图中背景以蓝色标示雨季、黄色标示旱季，红色虚线标注野火发生时间。）

文|刘旭阳 审核|李勇 樊磊 胡孜