研究揭示青藏高原草地生态系统碳氮循环对草地退化的响应

　　青藏高原草地生态系统对水土保持、区域和全球气候以及C固存等方面具有重要意义。自20世纪90年代以来，气候变化和过度放牧导致青藏高原约70%的草地发生了不同程度的退化，这将对高寒草地的C、N循环产生重要影响。稳定同位素（δ¹³C和δ¹⁵N）被广泛用于研究调节生态系统C和N过程的生物地球化学机制。然而目前，学界对青藏高原高寒草地δ¹³C和δ¹⁵N对草地退化的响应知之甚少，这不利于全面了解退化引起的C和N循环变化。

　　基于此，中国科学院西北生态环境资源研究院科研人员于2014年7月至9月对青藏高原不同退化程度下高寒草地植被及土壤稳定C和N同位素、土壤性质和植物群落组成进行了调查和分析，结果显示，植被和土壤δ¹³C和δ¹⁵N随退化程度的加剧而增加。进一步研究发现，杂类草植物的植被和土壤δ¹³C高于禾本科和莎草科植物，退化后杂类草比例增加是植被和土壤δ¹³C增加的主要原因；杂类草植物的C/N比低于禾本科和莎草科植物，退化后杂类草比例增加使植物凋落物C/N比降低，微生物活性和氮素有效性提高，从而增加了土壤矿化，增加了土壤中的无机氮（NH₄⁺和NO₃^-），退化后杂类草比例增加使土壤有机质C/N比降低是植被和土壤δ¹⁵N增加的主要原因。δ¹⁵N表明，随着退化加剧，植物可利用N主要来源于土壤微生物对大气的N固定，；在未退化和中度退化退化之前，植物可利用的N则主要来源于有机质的矿化。

　　相关研究成果以Plant community changes determine the vegetation and soil δ¹³C and δ¹⁵N enrichment in degraded alpine grassland为题，发表在Land Degradation Development上。西北研究院博士生李成阳为论文第一作者，副研究员彭飞为论文通讯作者。研究工作得到第二次青藏高原综合科学考察研究、国家自然科学基金项目、中科院青年创新促进会等的资助。