科研進展

西北高原所在高寒草甸生產(chǎn)力穩(wěn)定性與土壤有機碳響應(yīng)研究方面取得新進展

發(fā)表日期：2025-09-12來源：西北高原生物研究所【放大縮小】

高寒草甸作為青藏高原主要的植被類型，具有重要的碳匯功能和生態(tài)屏障作用。近年來，伴隨大氣營養(yǎng)元素沉降加劇和降水格局變化，高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過程及其穩(wěn)定性響應(yīng)機制，已成為學(xué)術(shù)界和管理部門共同關(guān)注的熱點問題。中國科學(xué)院西北高原生物研究所高寒生態(tài)系統(tǒng)與全球變化學(xué)科團組，聯(lián)合棗莊學(xué)院、洛陽師范學(xué)院、青海省工程咨詢中心有限責(zé)任公司及日本國立環(huán)境研究所等多家單位，基于青海海北高寒草甸為期8年的多養(yǎng)分（氮、磷、鉀）添加與降水改變（±50%）控制試驗，在植被生產(chǎn)力穩(wěn)定性維持機制與土壤有機碳響應(yīng)規(guī)律方面取得重要進展。

研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，氮是驅(qū)動高寒草甸地上生物量（AGB）增加的關(guān)鍵限制性養(yǎng)分，在與磷、鉀聯(lián)合添加時表現(xiàn)出加性效應(yīng)；而地下生物量（BGB）對養(yǎng)分添加的響應(yīng)較弱，并呈現(xiàn)明顯的垂直分異：多數(shù)處理下表層BGB有所增加（除單獨氮添加外），深層BGB則普遍下降。盡管AGB顯著提高，其年際波動性也相應(yīng)增強，群落整體穩(wěn)定性未發(fā)生顯著下降，主要歸因于不同功能群之間的補償效應(yīng)以及優(yōu)勢禾本科植物在穩(wěn)定性維持中的作用。土壤有機碳含量對氮添加和降水改變的總體響應(yīng)不顯著，但不同組分出現(xiàn)明顯分異：氮添加顯著提高了表層礦物結(jié)合態(tài)有機碳含量，而深層土壤中的活性碳組分則呈下降趨勢。進一步的土壤微生物及酶活性分析表明，氮添加抑制了深層土壤微生物生物量及水解酶活性，但促進了表層土壤脲酶活性。土壤pH和BGB是調(diào)控土壤有機碳穩(wěn)定的主要因子。

該系列研究表明，在物種豐富度較高的高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)中，外源養(yǎng)分輸入可在提升植被生產(chǎn)力的同時未顯著削弱生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，沒有出現(xiàn)典型的“生產(chǎn)力-穩(wěn)定性”權(quán)衡關(guān)系，但深層土壤碳庫的潛在流失風(fēng)險仍需長期關(guān)注。研究成果為高寒草甸適應(yīng)性管理及碳匯功能維持提供了重要科學(xué)依據(jù)。相關(guān)成果已分別發(fā)表于Agriculture,Ecosystems and Environment（中國科學(xué)院1區(qū)TOP，IF=6.0）、《中國科學(xué)：生命科學(xué)》和《植物生態(tài)學(xué)報》上。張法偉博士為論文第一作者和通訊作者。研究獲得了青海省重點研發(fā)與轉(zhuǎn)化計劃國家合作專項項目（2024-HZ-801）、國家自然科學(xué)基金（32471752）、青海省寒區(qū)恢復(fù)生態(tài)學(xué)重點實驗室開放課題（2023-KF-03）等項目的資助。

論文鏈接：

·?https://doi.org/10.1016/j.agee.2025.109917

·?https://doi.org/10.17521/cjpe.2024.0243

·?https://doi.org/10.1360/SSV-2025-0015