气候变暖会显著影响植物碳吸收、土壤碳排放等碳循环关键过程，进而会改变陆地生态系统碳循环与气候变暖之间的反馈关系。青藏高原素有“世界屋脊”之称，高寒草地约占其面积的70%。近几十年来，该地区经历了显著的气候变暖，气温平均增幅约为全球平均值的2倍。青藏高原独特的地理与气候条件塑造了高寒草地“气温低、土壤碳储量大”等特征，使其碳循环过程对气候变暖的响应十分敏感。为揭示气候变暖对高寒草地碳循环特征的影响机制，过去20年间学术界开展了大量增温控制实验研究。在此背景下，系统梳理高寒草地增温实验最新进展，对深入认识高寒草地碳循环与气候变暖之间的反馈关系具有重要意义。
植被与环境变化国家重点实验室杨元合研究组通过总结已有文献，发现气候变暖通过改变植被群落组成、调节植物功能性状以及延长生长季长度等途径，促进了高寒草地植被碳吸收能力。同时，增温显著影响了土壤微生物群落结构以及与碳循环相关的功能微生物特征，进而调节了土壤碳的分解与积累。增温并未改变土壤碳储量，但导致土壤碳组分发生显著变化，表明土壤碳稳定性可能正发生潜在转变（图1）。在此基础上，研究人员提出未来研究应重点关注以下5个方面：1)深层土壤碳循环过程对增温的响应; 2)增温情景下碳氮磷循环的耦合; 3)增温影响生物地球化学循环的生物学机制; 4)大气CO2浓度升高、氮沉降、降水格局改变等其他全球变化要素与增温的长期交互作用; 5)增温实验数据与地球系统模型的深度融合（图2）。
图1 高寒草地生态系统碳循环对增温的响应
图2 未来研究需加强的方面
实验室特别研究助理白宇轩为论文第一作者，杨元合研究员为通讯作者。彭云峰研究员、陈蕾伊研究员、杨贵彪副研究员和张典业助理研究员等参与了上述工作。该研究得到国家自然科学基金委基础科学中心、国家杰出青年科学基金延续资助项目、国家重点研发计划等项目的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwae371