中國科研人員揭示青藏高原上的碳氮循環(huán)變化及驅(qū)動機制

青藏高原生物地球化學(xué)循環(huán)中的四個重要“閥門”及其驅(qū)動因子?！≈锌圃撼啥忌镅芯克﹫D

中新網(wǎng)成都9月27日電 (記者 賀劭清)記者27日從中科院成都生物研究所獲悉，中國科學(xué)院成都生物研究所陳槐研究員與合作者綜述了青藏高原上的碳氮循環(huán)變化及驅(qū)動機制，指出草地可持續(xù)管理、生態(tài)工程和綠色技術(shù)發(fā)展，將抑制青藏高原溫室氣體排放，有助于維持青藏高原的碳匯功能。這一科研成果于當(dāng)日在國際期刊《自然綜述：地球與環(huán)境》(Nature Reviews Earth& Environment)發(fā)表。

據(jù)了解，青藏高原是中國重要的碳庫，90%以上的碳存儲在土壤當(dāng)中。當(dāng)下青藏高原變暖變濕，有利于高原植物生長，從一定程度上增強了植物固碳能力。通過對近二十年的青藏高原碳氮循環(huán)模型與實驗研究進行進一步思考和整理，科研人員最終發(fā)現(xiàn)青藏高原生物地球化學(xué)循環(huán)中的四個重要“閥門”：植物生長的溫度限制、生態(tài)系統(tǒng)的氮限制、土壤微生物的碳限制和干旱半干旱生態(tài)系統(tǒng)的土壤水分限制。

積極的恢復(fù)和碳減排措施有助于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的碳匯功能。　中科院成都生物研究所供圖

其中，氣候變暖直接緩解了高原植物生長的溫度限制，促進了植物生長。而植物生長的增加，使其分配給地下的生物量(碳)也將增加，從而一定程度緩解了土壤微生物的碳限制。另外，對于受土壤水分限制的干旱半干旱生態(tài)系統(tǒng)而言，土壤水分變異性的加劇可能會緩解土壤水分的限制，從而決定著這些生態(tài)系統(tǒng)對全球變化響應(yīng)的方向和強度。

同時，氣候變化和人為活動導(dǎo)致了冰川和凍土融化。增溫模擬實驗顯示，未退化的永久凍土生態(tài)系統(tǒng)中的植物生產(chǎn)力隨著溫度而增加，而退化凍土植物生產(chǎn)力隨著溫度增加而降低，極度退化的凍土中甲烷和氧化亞氮等溫室氣體排放顯著增加，還會增加受解凍影響的水體溫室氣體排放。

此外，輕度或者中度放牧通過采食降低了草地的地上生物量，但一定程度上增加草地的地下生物量，同時向草地輸入了富含氮的糞便，這仍有助于維持草地土壤碳氮儲量。而重度放牧和嚴(yán)重的凍土融化一方面增加了土壤侵蝕和有機碳礦化，一方面減少了植物碳的輸入，導(dǎo)致了青藏高原土壤碳氮大量損失。

在未來繼續(xù)經(jīng)歷變暖和降水增加的趨勢下，青藏高原會因此更綠色、更高產(chǎn)，然而放牧、凍土融化和工程建設(shè)等一系列原因引起的凍土和草地嚴(yán)重退化一方面削弱了碳匯功能，一方面凍土碳庫的分解也使其存在從碳匯變?yōu)樘荚吹娘L(fēng)險。

根據(jù)《全國重要生態(tài)系統(tǒng)保護和修復(fù)重大工程總體規(guī)劃(2021—2035年)》中“青藏高原生態(tài)屏障區(qū)生態(tài)保護和修復(fù)重大工程”，青藏高原將采取更為積極合理的恢復(fù)和碳減排措施，包括可持續(xù)草地管理、生態(tài)工程和綠色技術(shù)發(fā)展，這些措施將抑制青藏高原溫室氣體排放，有助于青藏高原碳匯維持和可持續(xù)發(fā)展。(完)