西北師大曹建軍團(tuán)隊在《Earth's Future》發(fā)表重要研究成果
近日，地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院曹建軍團(tuán)隊在青藏高原草地管理與碳循環(huán)研究方向取得重要突破，研究成果以“Mechanisms of Grassland Management Impacts on Soil Carbon Mineralization”為題發(fā)表于《Earth's Future》期刊。該期刊由美國地球物理學(xué)會（AGU）主辦，聚焦地球系統(tǒng)與人類活動交互關(guān)系研究，是環(huán)境變化與可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域具有重要國際影響力的學(xué)術(shù)期刊。
青藏高原作為世界第三極，不僅是中國重要的生態(tài)安全屏障，更是全球氣候變化的敏感區(qū)與放大器。其廣袤的草地生態(tài)系統(tǒng)具有顯著的碳匯功能，是我國實(shí)現(xiàn)雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)的關(guān)鍵生態(tài)空間。然而，近年來多樣化的人類活動（如過度放牧、人工草地建設(shè)等）對土壤碳動態(tài)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，但其作用機(jī)制尚不明晰，亟待深入研究。
研究團(tuán)隊在青藏高原東北緣選取了四種典型草地管理方式：季節(jié)性放牧草地（SGG）、連續(xù)放牧草地（CGG）、多年生人工垂穗披堿草草地（PEG）和一年生人工燕麥草地（AAG）。通過為期147天的室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，結(jié)合土壤理化性質(zhì)、微生物多樣性、碳降解功能基因和結(jié)構(gòu)方程模型等，系統(tǒng)揭示了不同管理方式對0-0.30m土壤剖面碳礦化的影響機(jī)制。
結(jié)果顯示：不同草地管理方式對青藏高原高寒草地土壤碳礦化過程產(chǎn)生了顯著影響，且表現(xiàn)出明顯的垂直分異特征。表層土壤（0–0.15m）中，SGG的累積碳礦化量最高(2993.32 mg CO2-C kg?1)，是AAG的1.5倍；深層土壤（0.15–0.30m）中，CGG的累積碳礦化量最大(2355.18 mg CO2-C kg?1)，比PEG高50%。多因子分析顯示，土壤理化特性、碳降解功能基因和真菌多樣性共同解釋了74%的碳礦化變異，其中土壤性質(zhì)是最主要的直接驅(qū)動因子（路徑系數(shù)=0.62）（如圖1）。值得關(guān)注的是，細(xì)菌多樣性與累積碳礦化量的負(fù)相關(guān)關(guān)系，這暗示微生物殘體積累和礦物保護(hù)機(jī)制在土壤碳穩(wěn)定中具有重要作用。
圖1：研究納入因素影響土壤碳累計礦化量的路徑及機(jī)制
本研究為高寒草地碳管理提供了重要的科學(xué)依據(jù)和實(shí)踐啟示：在制定管理策略時，需要系統(tǒng)考慮不同管理方式的適用性、土壤剖面的垂直分異特征以及放牧制度的時空配置優(yōu)化。本研究結(jié)果表明，增加放牧率和輪牧頻率可能有助于緩解青藏高原草地土壤碳釋放，然而，這種管理方式的實(shí)際減排效果及其長期生態(tài)效應(yīng)，仍需通過大尺度、長周期的野外定位觀測和系統(tǒng)研究加以驗(yàn)證。
論文鏈接：https://doi.org/10.1029/2025EF006047