中国科研人员揭示青藏高原上的碳氮循环变化及驱动机制

青藏高原生物地球化学循环中的四个重要“阀门”及其驱动因子。　中科院成都生物研究所供图

中新网成都9月27日电 (记者 贺劭清)记者27日从中科院成都生物研究所获悉，中国科学院成都生物研究所陈槐研究员与合作者综述了青藏高原上的碳氮循环变化及驱动机制，指出草地可持续管理、生态工程和绿色技术发展，将抑制青藏高原温室气体排放，有助于维持青藏高原的碳汇功能。这一科研成果于当日在国际期刊《自然综述：地球与环境》(Nature Reviews Earth& Environment)发表。

据了解，青藏高原是中国重要的碳库，90%以上的碳存储在土壤当中。当下青藏高原变暖变湿，有利于高原植物生长，从一定程度上增强了植物固碳能力。通过对近二十年的青藏高原碳氮循环模型与实验研究进行进一步思考和整理，科研人员最终发现青藏高原生物地球化学循环中的四个重要“阀门”：植物生长的温度限制、生态系统的氮限制、土壤微生物的碳限制和干旱半干旱生态系统的土壤水分限制。

积极的恢复和碳减排措施有助于实现可持续发展的碳汇功能。　中科院成都生物研究所供图

其中，气候变暖直接缓解了高原植物生长的温度限制，促进了植物生长。而植物生长的增加，使其分配给地下的生物量(碳)也将增加，从而一定程度缓解了土壤微生物的碳限制。另外，对于受土壤水分限制的干旱半干旱生态系统而言，土壤水分变异性的加剧可能会缓解土壤水分的限制，从而决定着这些生态系统对全球变化响应的方向和强度。

同时，气候变化和人为活动导致了冰川和冻土融化。增温模拟实验显示，未退化的永久冻土生态系统中的植物生产力随着温度而增加，而退化冻土植物生产力随着温度增加而降低，极度退化的冻土中甲烷和氧化亚氮等温室气体排放显著增加，还会增加受解冻影响的水体温室气体排放。

此外，轻度或者中度放牧通过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，同时向草地输入了富含氮的粪便，这仍有助于维持草地土壤碳氮储量。而重度放牧和严重的冻土融化一方面增加了土壤侵蚀和有机碳矿化，一方面减少了植物碳的输入，导致了青藏高原土壤碳氮大量损失。

在未来继续经历变暖和降水增加的趋势下，青藏高原会因此更绿色、更高产，然而放牧、冻土融化和工程建设等一系列原因引起的冻土和草地严重退化一方面削弱了碳汇功能，一方面冻土碳库的分解也使其存在从碳汇变为碳源的风险。

根据《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划(2021—2035年)》中“青藏高原生态屏障区生态保护和修复重大工程”，青藏高原将采取更为积极合理的恢复和碳减排措施，包括可持续草地管理、生态工程和绿色技术发展，这些措施将抑制青藏高原温室气体排放，有助于青藏高原碳汇维持和可持续发展。(完)