第九届青年地学论坛

北方泥炭地是全球重要碳库。植被作为泥炭地土壤碳库的主要碳源之一，在气候变暖和冻土退化的影响下，其群落组成和结构正发生着变化。已有野外研究提出变暖将引起北方泥炭地维管植物（尤其是灌木）扩张，但植物自身性质对环境的响应如何进一步影响植被群落尚不清晰。本研究以大兴安岭不同冻土区泥炭地为研究对象，重点围绕不同功能型植物（落叶灌木、常绿灌木和莎草）开展调查研究，旨在揭示植物自身机制与灌木扩张的联系，并探讨其对泥炭地的潜在影响。
大兴安岭地区是我国主要大片连续冻土分布区之一，在该区进行多样点植被群落调查，并采集群落优势灌木和莎草样品（叶、茎和根），分析其总碳、总氮、总磷含量和碳氮同位素自然丰度。此外，选取图强（连续多年冻土，较冷）和新林（不连续多年冻土，较暖）两处典型冻土泥炭地，采集单位面积植物生物量，并分析两地植物样品非结构性碳水化合物浓度（可溶性糖和淀粉）、结构性碳水化合物浓度（纤维素和木质素）及总多酚浓度。研究发现，灌木重要值与年均温显著正相关（p < 0.01），进一步证实变暖将引起该区泥炭地灌木扩张；此外灌木生长主要受氮限制，而莎草生长受氮磷共同限制，且灌木养分获取及周转率和碳水化合物浓度均高于莎草，这都是引起灌木扩张的重要因素；再者，灌木细根作为养分吸收的主要器官，其非结构性碳水化合物浓度和淀粉浓度与灌木重要值极显著正相关（p < 0.01），并且新林泥炭地灌木细根的淀粉浓度显著高于图强，即变暖将导致灌木细根淀粉浓度升高，进一步促使灌木扩张。除此之外，灌木生物量、木质素浓度和总多酚浓度均高于莎草，这说明灌木扩张可能会以凋落物或根系分泌物等方式向泥炭地输送大量难以分解物质，增加泥炭地碳储量。本研究进一步证实了变暖会引起北方泥炭地灌木扩张，且从植物自身机制解释了这一现象；有关根系的分析更是补充完善了大兴安岭泥炭地植物对气候变暖响应的基础理论。

气候变暖,北方泥炭地,灌木扩张