9月27日，記者從中國科學(xué)院成都生物研究所了解到，該所陳槐研究員應(yīng)邀在國際頂級(jí)期刊《自然綜述：地球與環(huán)境》(Nature Reviews Earth & Environment)發(fā)表綜述，陳槐研究員及其合作者綜述了青藏高原上的碳氮循環(huán)變化及驅(qū)動(dòng)機(jī)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。

　　科研人員在布設(shè)野外樣地

　　調(diào)節(jié)溫室氣體排放

　　提升青藏高原“碳庫”固碳功能

　　據(jù)了解，青藏高原生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮著重要的生態(tài)功能，包括水土保持、全球生物多樣性保護(hù)、區(qū)域氣候以及碳匯等，但近年來因?yàn)闅夂蜃兓腿祟惢顒?dòng)強(qiáng)度增加影響，青藏高原生態(tài)系統(tǒng)的碳氮循環(huán)中諸多過程發(fā)生變化，進(jìn)而改變了其碳固定功能。青藏高原碳氮循環(huán)過程發(fā)生了怎樣的改變，如何實(shí)現(xiàn)其可持續(xù)的固碳功能?對影響青藏高原碳氮循環(huán)的主要因子的研究刻不容緩。

　　青藏高原是我國重要的碳庫，90%以上的碳存儲(chǔ)在土壤當(dāng)中，研究表明青藏高原土壤碳儲(chǔ)量(1 m)高于480億噸， 3 m土壤的碳儲(chǔ)量更是高達(dá)736億噸。當(dāng)下青藏高原變暖變濕，有利于高原植物生長，青藏高原也將變得更綠，從一定程度上增強(qiáng)了植物固碳能力，總體而言，青藏高原自然生態(tài)系統(tǒng)每年碳凈吸收約為44百萬噸。

　　以青藏高原的濕地和水體為例，特別是陳槐研究員及其團(tuán)隊(duì)長期監(jiān)測的泥炭地，是青藏高原甲烷排放的主要來源，占了整個(gè)高原甲烷排放的90%以上。雖然草地甲烷吸收能力的提升部分抵消了甲烷排放的增加，但數(shù)據(jù)顯示，青藏高原每年排放甲烷仍維持在0.96百萬噸左右。如何更好抑制溫室氣體排放，提升生態(tài)系統(tǒng)固碳功能?

　　通過對近二十個(gè)青藏高原碳氮循環(huán)模型與實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行進(jìn)一步思考和整理，研究團(tuán)隊(duì)最終發(fā)現(xiàn)青藏高原生物地球化學(xué)循環(huán)中的四個(gè)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。

　　青藏高原生物地球化學(xué)循環(huán)中的四個(gè)重要“閥門”及其驅(qū)動(dòng)因子

　　發(fā)現(xiàn)四大“閥門”

　　為青藏高原生態(tài)管理提供方向

　　文章表明，氣候變暖直接緩解了高原植物生長的溫度限制，促進(jìn)了植物生長。而植物生長的增加，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。再加上增溫效應(yīng)的影響，土壤微生物的活性進(jìn)一步增強(qiáng)，特別是氮循環(huán)相關(guān)微生物的活性增強(qiáng)，會(huì)緩解生態(tài)系統(tǒng)的氮限制。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(huì)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(qiáng)度。

　　同時(shí)，氣候變化和人為活動(dòng)導(dǎo)致了冰川和凍土融化。增溫模擬實(shí)驗(yàn)顯示，未退化的永久凍土，其生態(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(huì)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(shí)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(chǔ)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(jī)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(huì)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)重退化也一方面削弱了碳匯功能，一方面凍土碳庫的分解使其存在從碳匯變?yōu)樘荚吹娘L(fēng)險(xiǎn)。另外，《全國重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)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(hù)和修復(fù)重大工程”是該規(guī)劃的九個(gè)重大工程之一，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。

　　研究指出，為支持可持續(xù)的、基于科學(xué)的青藏高原生態(tài)系統(tǒng)管理和生態(tài)補(bǔ)償政策的制訂，亟需對整個(gè)高原的碳、氮、磷儲(chǔ)量進(jìn)行詳細(xì)普查和估算，建立通量監(jiān)測和原位模擬實(shí)驗(yàn)研究網(wǎng)絡(luò);亟需開展對青藏高原生態(tài)系統(tǒng)磷循環(huán)及其機(jī)理研究，完善基于過程的涵蓋人類活動(dòng)情景的多尺度生態(tài)系統(tǒng)模型。