青藏高原高寒草地具有重要的生態碳匯功能，其中土壤有機碳（SOC）周轉時間（τ）可以有效表征有機碳穩定性，是預測土壤碳庫變化的關鍵參數。為綜合評估青藏高原典型土地利用方式下土壤有機碳周轉時間并揭示高寒草地SOC周轉的驅動機制，“人類活動與生存環境安全”任務“土地利用變化及其環境效應”專題研究團隊，通過連續野外采樣調查，估測了青藏高原3000 km樣帶上169個草地樣點土壤有機碳周轉時間（0-30 cm)，并結合氣候變量[如年平均降水量（MAP）和年平均溫度（MAT）]和地球化學變量[如土壤總元素含量（Mn、Ti、Fe、Si、Al、Mg、Ca、Na、K和P）、土壤粘土含量和pH]，分析了影響研究區SOC τ的關鍵因素。該研究成果為開展人類活動影響下高寒草地有機碳對氣候變化的響應提供科學依據，以期助力國家碳中和目標的實現。
圖1青藏高原高寒草地采樣點（a）和土壤有機碳周轉時間的空間分布（b）
研究發現：（1）青藏高原高寒草地τ為4～289年，呈西北向東南遞減的分布格局，隨海拔升高而增加趨勢（圖1）。高寒草甸的τ為7178 63年（平均值和95%置信區間），與高寒草原（7687 65年）沒有顯著差異。（2）基于增強回歸樹分析，地球化學變量是τ最重要的控制因素（對τ的相對影響為54%），其次是氣候（36%）和海拔（10%）。降水是τ的主要預測因子，其次是土壤Si含量和海拔高度（圖2）。（3）海拔通過調節氣候和土壤地球化學條件間接影響τ，氣候對τ的直接作用與其間接影響相反（圖3）。這些結果強調了地球化學因素在評估土壤有機碳周轉對氣候變化響應時的重要性。
本研究以“Climate and geochemistry interactions at different altitudes influence soil organic carbon turnover times in alpine grasslands”為題發表于《Agriculture, Ecosystems and Environment》上，蘭州大學資源環境學院汪霞教授為通訊作者，博士研究生趙云飛為論文的第一作者。該成果主要受第二次青藏高原科學考察與研究計劃項目（2019QZKK0603）和國家自然科學基金面上項目（41971051）的資助。
圖2預測變量對有機碳周轉時間的相對貢獻 圖3土壤有機碳周轉時間的路徑分析
文章信息：Xia Wang*, Zhao Yunfei, Jiang Silong, Zhou Xiaohe, Liu Huiying Liu, Xiao Jinjin, Hao Zhiguo Haob, Wang Kaichang. (2021). Climate and geochemistry interactions at different altitudes influence soil organic carbon turnover times in alpine grasslands. Agriculture, Ecosystems and Environment 320 (2021) 107591.
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.agee.2021.107591
蘭州大學
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