带你感受一下平视世界屋脊（科技发布厅世界屋脊）

带你感受一下平视世界屋脊（科技发布厅世界屋脊）碳氮循环是地球生物圈的重要组成。青藏高原对水土保持、生物多样性保护、区域气候及碳汇发挥着重要功能，围绕其碳氮循环动态变化已有不少研究，但青藏高原各生态系统的碳氮循环过程及其关键性因子仍缺乏系统梳理。碳被视为“生命元素”，以二氧化碳、碳酸盐及有机化合物等形式在大气、海洋、陆地生物界和海洋生物界之间循环，构成了全球碳循环。氮，则是动植物生长的必需营养元素，主要以气态形式存在于大气中，经过生物固氮过程、硝化过程和反硝化过程完成轮回并为植物根系吸收利用，然后再供给动物和人类。研究人员布设野外样地（中科院成都生物所供图）综述近二十年相关研究探索循环背后的“奥秘”

来源：【四川日报-川观新闻】

川观新闻记者 文露敏

9月28日，川观新闻记者从中国科学院成都生物研究所（以下简称“中科院成都生物所”）获悉，一天前，中科院成都生物所陈槐研究员及其合作者在国际知名科技期刊《自然综述：地球与环境》（Nature Reviews Earth & Environment）上发表综述，阐释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。

近年来，受气候变化和人类活动强度增加影响，青藏高原生态系统的碳氮循环诸多过程发生了怎样的变化？围绕“世界屋脊”上的碳氮循环，还有哪些研究方向？

研究人员布设野外样地（中科院成都生物所供图）

综述近二十年相关研究

探索循环背后的“奥秘”

碳被视为“生命元素”，以二氧化碳、碳酸盐及有机化合物等形式在大气、海洋、陆地生物界和海洋生物界之间循环，构成了全球碳循环。氮，则是动植物生长的必需营养元素，主要以气态形式存在于大气中，经过生物固氮过程、硝化过程和反硝化过程完成轮回并为植物根系吸收利用，然后再供给动物和人类。

碳氮循环是地球生物圈的重要组成。青藏高原对水土保持、生物多样性保护、区域气候及碳汇发挥着重要功能，围绕其碳氮循环动态变化已有不少研究，但青藏高原各生态系统的碳氮循环过程及其关键性因子仍缺乏系统梳理。

记者了解到，此前，陈槐及其团队已在青藏高原开展了十余年研究。比如，对青藏高原甲烷排放的主要来源泥炭地进行长期监测。

早在2013年，陈槐就在国际期刊上发表了关于气候变化和人类活动对青藏高原生物地球化学循环影响的研究。在这一基础上，此次研究则进一步综述了近二十年青藏高原碳氮循环模型与实验研究的两百余篇相关论文及大量监测数据。

青藏高原上的四个“阀门”

揭示碳氮循环变化及驱动机制

研究发现，青藏高原生物地球化学循环中存在四个重要的“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。

据介绍，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。而随着植物生长的增加，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。再加上增温效应的影响，土壤微生物的活性进一步增强，特别是氮循环相关微生物的活性增强，会缓解生态系统的氮限制。

此外，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。

研究还对气候变化和人为活动导致冰川和冻土融化、轻度或者重度放牧导致的草地地上生物量降低等变化进行了深入阐释。

未来，青藏高原生态管理将往何处？

研究表明，未来，在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、冻土融化等一系列原因引起的冻土和草地严重退化削弱了碳汇功能，冻土碳库的分解还使其存在从碳汇变为碳源的风险。

2020年，《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划（2021—2035年）》印发，其中，“青藏高原生态屏障区生态保护和修复重大工程”被列为九大工程之一。

在青藏高原上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，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。

研究还进一步指出，为支持青藏高原生态系统中科学和可持续性的管理和生态补偿政策的制订，还需要对整个高原的碳、氮、磷储量进行详细普查和估算，建立通量监测和原位模拟实验研究网络。

此外，还需开展对青藏高原生态系统磷循环及其机理研究，完善基于过程的涵盖人类活动情景的多尺度生态系统模型，才能进一步摸清青藏高原生物地球化学循环过程。

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