凍融交替現(xiàn)象是青藏高原基本自然特征之一，氣候變化作用下的凍結(jié)-解凍過程更為廣泛和頻繁，對高寒生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能產(chǎn)生重要影響，使國家生態(tài)安全屏障建設(shè)面臨新的挑戰(zhàn)。近兩年來，中國科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所王小丹研究團(tuán)隊基于地處羌塘高原腹地的申扎站凍融生態(tài)綜合觀測試驗(yàn)平臺，開展了營養(yǎng)適應(yīng)機(jī)制和地氣交換等方面的研究并取得系列進(jìn)展。 

　　研究認(rèn)為，青藏高原土石混合介質(zhì)中礫石存在對凍融過程有重要調(diào)節(jié)作用，影響植被生長和土壤養(yǎng)分儲量。研究發(fā)現(xiàn)，藏北高寒草地表層土壤礫石含量較高，礫石空間分布與土壤凍融作用關(guān)系密切。礫石存在有助于減小細(xì)土容重和改善土壤水熱性質(zhì)，并可能通過促進(jìn)植被根系發(fā)育和抑制地上生物量從而改變高寒草地植被生物量分配格局。礫石影響下的細(xì)土含量、植被凋落物輸入量以及碳氮養(yǎng)分流失量等的變化被認(rèn)為是影響高寒土壤有機(jī)碳和全氮儲量的關(guān)鍵因子。 

　　研究認(rèn)為，青藏高原凍融區(qū)根系特征和種間關(guān)系顯著影響植物不同形態(tài)氮素吸收效率研究發(fā)現(xiàn)，粗根有利于提升高寒植物抗凍融能力，但會顯著降低其氮素吸收速率；比根長和比表面積是決定NO3?, NH4+ 和甘氨酸吸收的關(guān)鍵指標(biāo)。凍融環(huán)境下紫花針茅具有穩(wěn)定的氮素吸收偏好（NO3?），而青藏苔草和矮火絨草對氮素吸收偏好會因臨近物種的改變有所調(diào)整；紫花針茅-青藏苔草組合可以使得兩者均保持高效的氮素吸收效率。 

　　通過系列研究，該團(tuán)隊改進(jìn)了青藏高原高寒生態(tài)系統(tǒng)CH4排放和吸收機(jī)理模塊，揭示了其源匯關(guān)系變化規(guī)律。研究表明，高寒草地是重要的CH4匯，其CH4吸收主要受水分條件調(diào)控。得益于青藏高原高海拔導(dǎo)致的強(qiáng)烈凍融過程，微地形起伏強(qiáng)的高寒濕地僅為CH4的弱源。高寒草地能夠極大抵消高寒濕地的CH4 釋放，但近期的氣候變暖及濕地面積擴(kuò)張改變了青藏高原CH4的源匯平衡。 

　　以上研究成果分別發(fā)表在Plant and Soil、Biology and Fertility of Soils、Journal of Geophysical Research 、Climatic Change、Atmospheric Environment等國際知名學(xué)術(shù)期刊上。 

　　1.https://link.springer.com/article/10.1007/s11104-017-3376-9 

　　2.https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11104-017-3434-3 

　　3.https://link.springer.com/article/10.1007/s00374-017-1230-0 

　　4.https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10584-017-2069-y 

　　5.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1352231017300468 

　　6.http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2016JG003418/full 

　　申扎站高寒濕地和高寒草原凍融過程模擬平臺及部分監(jiān)測設(shè)備

　　高寒草原不同地形對地上地下生物量的影響

　　生態(tài)系統(tǒng)不同指標(biāo)對氮偏好的指示

　　臨近物種對高寒草原優(yōu)勢種氮偏好的改變

　　青藏高原自然生態(tài)系統(tǒng)源匯分布及動態(tài)變化