近日，陈晓鹏教授团队与四川大学王根绪教授合作，在国际环境科学1区TOP期刊Science of the Total Environment（IF₂₀₂₃=9.8）在线发表题为“Nitrogen dynamics of alpine swamp meadows are less responsive to climate warming than that of alpine meadows”的论文。

冻融循环调节着土壤水热状况、氮矿化和损失过程，影响着植物根系发育以及亲氮物种和其他物种之间的竞争，从而塑造了高寒生态系统氮的分布格局。然而，高寒草地在多年冻土活动层完全融化期（生长季）的氮动态，以及在冻结-融化期（非生长季）的氮损失尚未被定量，且其对气候变暖的响应也不明确。

为探究以上问题，该研究利用¹⁵N同位素示踪技术，对分布在青藏高原腹地多年冻土区的两种典型植被在生长季的氮分配以及在非生长季的氮损失进行了定量分析，并对增温和不增温情境下氮动态的变化进行了比较。研究发现：（1）在高寒草甸，增温显著提高矮嵩草（K. humilis）茎叶、凋落物、0-5和5-20 cm根系在生长季的氮吸收，但同时也增加了表层根系在非生长季的氮损失，这些损失的氮很可能通过冻融作用迁移到下层土壤；（2）在高寒沼泽草甸，增温仅仅显著增加了生长季凋落物中的¹⁵N丰度，对任何物种茎叶、根系在生长季的氮吸收、土壤氮存留或非生长季的氮损失均无显著影响（图1）。

图1 增温对高寒草甸（上）和高寒沼泽草甸（下）生长季和非生长季氮动态的影响

上述结果表明，在水分条件较好的高寒沼泽草甸生态系统中，氮动态不易受到气候变暖的干扰；而在水分条件较差的高寒草甸生态系统，增温虽然促进了生长季植物的氮吸收，但也加剧了根系储存氮在非生长季的损失（图2）。研究结论对于预测未来气温增加情境下，高寒草地生态系统氮动态变化具有较高的参考价值。

图2 增温影响高寒草甸（左）和高寒沼泽草甸（右）氮动态的概念模型

陈晓鹏教授为第一作者，四川大学王根绪教授为通讯作者，合作作者包括中国科学院成都生物研究所李娜博士、中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所常瑞英研究员、贵州大学张涛副教授和毛天旭副教授、四川大学宋春林副教授、长江勘测规划设计研究有限责任公司黄克威博士。本研究得到国家重点研发计划（2022YFC3201702）、国家自然科学基金面上项目（32271682）、草地生态保护与乡土草种质创新山西省重点实验室资助。论文具体信息如下：

Chen,X.P.,Wang,G.X.*,Li,N.,Chang,R.Y.,Zhang,T.,Mao,T.X.,Song,C.L.,Huang, K.W., 2024.Nitrogen dynamics of alpine swamp meadows are less responsive to climate warming than that of alpine meadows.Science of the Total Environment, 928: 172446.

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.172446