土壤碳氮循环对全球气候变化具有重要影响。深入理解土壤碳氮含量的垂直分布及其环境调控机制，对于评估预测气候变化对生态系统服务功能的影响至关重要。然而，针对青藏高原高寒草地深层土壤碳氮储量分布格局及其环境影响的研究还比较少。
许振柱研究组采用大尺度样带考察的方法，开展了青藏高原高山草原0-300厘米土壤垂直剖面上的土壤有机碳氮含量的研究。研究发现，尽管土壤有机碳氮含量随深度的增加呈对数级下降，但中层（30-100厘米）和深层（100-300厘米）土壤中的碳氮总量占3米深度土壤剖面总碳氮量的三分之二以上。该研究还发现，降水量与表层土壤中的碳氮含量呈显著正相关，而对深层土壤影响的较弱；碳氮比在1米土壤中随土壤深度呈线性增加趋势，但在1-3米土壤中的变化保持相对稳定。
研究结果进一步证实了青藏高原高寒生态系统深层土壤碳氮储存的重要性，并表明土壤碳氮含量受当地湿润气候、植被生产力和土壤属性的综合影响，而这些影响因素对土壤碳氮的调控作用因土壤深度而异。因此，在未来气候变化对青藏高原生态系统碳氮循环响应的评估中，应更多关注深层土壤中碳氮含量及其比率的变化。该研究为准确评估和预测在气候变化背景下，青藏高原生态系统碳氮储量的动态变化规律及其空间分布特征，为增加碳汇、促进植被恢复提供了科学依据。
该研究成果于6月28日在线发表于国际学术期刊Journal of Geophysical Research: Biogeosciences。植物所已毕业博士研究生孙若钧为论文第一作者，许振柱研究员为通讯作者。该研究得到中国科学院战略先导科技专项和第二次青藏高原综合考察研究基金的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1029/2023JG007579
青藏高原高寒草地土壤碳氮密度的气候、植物和土壤因子的联合影响机制
（a，表层土壤；b，深层土壤）