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祁连山国家公园疏勒河源区多年冻土退化下活动层 土壤碳损失的微生物机制研究取得重大突破

中国林业网 http://www.forestry.gov.cn 2022-01-24 来源:祁连山国家公园管理局
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祁连山是青藏高原东北部重要生态安全屏障,是我国冰川与水源涵养重点生态功能区深入揭示祁连山区冰冻圈组成要素(冰川、冻土和积雪)对气候变化的耦合响应特征及其对生物多样性的影响程度,祁连山国家公园青海省管理局与中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室在祁连山中西段疏勒河源区开展合作监测研究并于2020年共同建立疏勒河源冰冻圈与生态环境综合监测研究站(简称疏源站目前,已在该区域建立涉及6种多年冻土类型和6种植被类型的多个高寒生态系统综合观测场,开展了气象、植被特征和冻土环境等多要素、多尺度、多手段和长时序的监测研究。

当前,在全球气候变暖背景下,多年冻土退化导致土壤有机碳降解并以温室气体形式释放,作为生物地球化学循环的“引擎”,微生物在调控多年冻土区土壤碳循环中发挥关键作用,但由于多年冻土退化下土壤微生物群落稳定性的变化特征及其同碳损失关联机制的系统认知至今依然不足,在青藏高原多年冻土区的相关研究尤其缺乏。为此,研究团队以疏勒河源不同类型多年冻土研究对象,皆在探究活动层土壤微生物对多年冻土退化的响应特征及其同碳储量的关联性。结果发现,多年冻土退化导致土壤微生物多样性下降、对环境变化愈加敏感且微生物网络更不稳定。微生物群落多样性和稳定性的下降土壤碳储量的降低密切相关,即微生物群落差异性每增加10%,重度退化的多年冻土区土壤碳损失增加0.1-1.5%。因此,多年冻土退化下的土壤微生物响应特征可能介导了高寒生态系统对气候变暖的正反馈。研究成果发表于国际著名期刊《美国国家科学院院刊》(PNAS),该研究结果揭示了祁连山区乃至青藏高原多年冻土退化区土壤碳损失的微生物机制,为多年冻土区土壤碳稳定性的微生物调节提供了新视角,也为未来气候情景的模型预测奠定了生物学基础。