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LDD:西北研究院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

发表日期:2021-04-07来源:

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  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,由于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,这势必对高寒草地的CN循环产生重要的影响。稳定同位素(δ13Cδ15N)被广泛用于研究调节生态系统CN过程的生物地球化学机制。然而当前研究中,青藏高原高寒草地δ13Cδ15N对草地退化的响应知之甚少,这阻碍了对退化引起的CN循环变化的全面了解。 

  基于此,中国科学院西北生态环境资源研究院科研人员于20147月至9月对青藏高原不同退化程度下高寒草地植被和土壤稳定CN同位素、土壤性质和植物群落组成进行了调查和分析。结果发现:植被和土壤δ13Cδ15N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;同时,杂类草植物的C/N低于禾本科和莎草科植物,退化后杂类草比例增加使得植物凋落物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+NO3-),退化后杂类草比例增加使得土壤有机质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,而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。 

  研究结果以Plant community changes determine the vegetation and soil δ13C and δ15N enrichment in degraded alpine grassland为题发表在农林科学top期刊Land Degradation & Development上。中国科学院西北生态环境资源研究院博士生李成阳为论文第一作者,彭飞副研究员为论文通讯作者。该研究获第二次青藏高原综合科学考察研究2019QZKK0305)、国家自然科学基金项目(41771233, 41907386)、中国科学院青年创新促进会等联合资助。 

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