氣候變暖會(huì)顯著影響植物碳吸收、土壤碳排放等碳循環(huán)關(guān)鍵過程，進(jìn)而會(huì)改變陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)與氣候變暖之間的反饋關(guān)系。青藏高原素有“世界屋脊”之稱，高寒草地約占其面積的70%。近幾十年來(lái)，該地區(qū)經(jīng)歷了顯著的氣候變暖，氣溫平均增幅約為全球平均值的2倍。青藏高原獨(dú)特的地理與氣候條件塑造了高寒草地“氣溫低、土壤碳儲(chǔ)量大”等特征，使其碳循環(huán)過程對(duì)氣候變暖的響應(yīng)十分敏感。

為揭示氣候變暖對(duì)高寒草地碳循環(huán)特征的影響機(jī)制，過去20年間學(xué)術(shù)界開展了大量增溫控制實(shí)驗(yàn)研究。在此背景下，系統(tǒng)梳理高寒草地增溫實(shí)驗(yàn)最新進(jìn)展，對(duì)深入認(rèn)識(shí)高寒草地碳循環(huán)與氣候變暖之間的反饋關(guān)系具有重要意義。

高寒草地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)對(duì)增溫的響應(yīng)

國(guó)家植物園（南園）楊元合研究組通過總結(jié)已有文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)氣候變暖通過改變植被群落組成、調(diào)節(jié)植物功能性狀以及延長(zhǎng)生長(zhǎng)季長(zhǎng)度等途徑，促進(jìn)了高寒草地植被碳吸收能力。同時(shí)，增溫顯著影響了土壤微生物群落結(jié)構(gòu)以及與碳循環(huán)相關(guān)的功能微生物特征，進(jìn)而調(diào)節(jié)了土壤碳的分解與積累。增溫并未改變土壤碳儲(chǔ)量，但導(dǎo)致土壤碳組分發(fā)生顯著變化，表明土壤碳穩(wěn)定性可能正發(fā)生潛在轉(zhuǎn)變。

在此基礎(chǔ)上，研究人員提出未來(lái)研究應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下5個(gè)方面：深層土壤碳循環(huán)過程對(duì)增溫的響應(yīng)；增溫情景下碳氮磷循環(huán)的耦合；增溫影響生物地球化學(xué)循環(huán)的生物學(xué)機(jī)制；大氣CO2濃度升高、氮沉降、降水格局改變等其他全球變化要素與增溫的長(zhǎng)期交互作用；增溫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與地球系統(tǒng)模型的深度融合。

未來(lái)研究需加強(qiáng)的方面

該研究成果于近日在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊National Science Review。國(guó)家植物園（南園）特別研究助理白宇軒為論文第一作者，楊元合研究員為通訊作者。國(guó)家植物園（南園）彭云峰研究員、陳蕾伊研究員、楊貴彪副研究員和張典業(yè)助理研究員等參與了上述工作。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金委基礎(chǔ)科學(xué)中心、國(guó)家杰出青年科學(xué)基金延續(xù)資助項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。

高寒生態(tài)格局與過程研究組

組長(zhǎng)：楊元合研究員

郵箱：yhyang@ibcas.ac.cn

主要研究方向：

以青藏高原高寒生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象，基于野外觀測(cè)、控制實(shí)驗(yàn)、室內(nèi)培養(yǎng)和模型模擬等手段，重點(diǎn)開展：(1)土壤與全球變化；(2)生態(tài)系統(tǒng)碳-氮-磷循環(huán)及其交互作用研究。

編輯 | 韓藝

審核 | 梁鵬鴻