第八届青年地学论坛

高纬度和海拔寒冷地区的土壤中储存了全球一半以上的有机碳，因此气候变暖导致的土壤有机碳(SOC)分解可能会向大气中释放大量的二氧化碳，从而加剧全球气候变暖。然而土壤碳库的变化受到生态系统各个碳循环过程的综合影响，在长期增温的情景下寒区生态系统达到潜在的演替终点状态（climax of succession）时，土壤碳库到底如何变化目前仍不清楚。这主要是因为寒区土壤碳循环受到低温的限制，其周转时间往往超过数百年甚至上千年。目前人工模拟增温实验普遍只有数年或十几年，无法直接研究增温情景下寒区生态系统演替终点时土壤碳库的变化及其潜在微生物学机制。本研究中，我们利用青藏高原高寒草地生态系统中天然地热温泉形成的增温梯度，研究潜在演替终点时土壤有机碳储量变化及其潜在的微生物群落调控机制。结果表明，土壤有机碳储量在高水平增温(+4~+6 ^oC)条件下显著减少17.4%~27.0%，而在低水平增温(+2 ^oC)条件下基本保持不变。SOC储量的损失主要来自矿物结合态有机碳（MAOC），而非未受保护的颗粒态有机碳(POC)。微生物分析发现，在高水平增温情景下微生物降解有机碳速率显著增加，同时微生物群落显著变化并引发了微生物碳利用效率的下降，这些变化在很大程度上导致了土壤有机碳储量的损失。本研究首次证明了长期增温导致青藏高原高寒草地演替最终的土壤有机碳损失，这不能从短期实验或仅依据CO₂通量的增加得出结论，为寒冷地区土壤碳-气候正反馈的观点提供了强有力的经验支持。寒区有机碳储量对增温幅度的不同响应表明，模型必须考虑土壤碳循环对增温幅度的差异性响应才能准确预测未来气候变暖情景。

增温,高寒草地,土壤碳,青藏高原,微生物