多年凍土區(qū)儲存著全球近1/3的土壤有機碳，在陸地碳循環(huán)中起著至關重要的作用。特別是，氣候變暖引起的凍土融化加速土壤碳釋放，進而形成凍土碳循環(huán)與氣候變暖之間的正反饋關系。這種反饋關系的強度在一定程度上受土壤養(yǎng)分的調節(jié)：土壤養(yǎng)分可以通過影響植被生產力以促進生態(tài)系統(tǒng)碳固定，還可以通過影響微生物分解從而調節(jié)土壤碳釋放。在此背景下，解析凍土融化對養(yǎng)分循環(huán)的影響對于準確認識凍土碳-氣候反饋關系至關重要。然而，以往研究主要關注氮循環(huán)對凍土融化的響應，而對于生態(tài)系統(tǒng)磷循環(huán)的研究十分缺乏。

熱融塌陷通過促進土壤磷轉化和植物磷吸收加速生態(tài)系統(tǒng)磷循環(huán)

針對上述不足，國家植物園（南園）楊元合研究團隊依托青藏高原多年凍土區(qū)熱融塌陷聯(lián)網觀測平臺，基于31P-NMR、33P同位素標記和宏基因組測序等技術，揭示了生態(tài)系統(tǒng)磷循環(huán)對凍土融化的響應及其關鍵驅動因素。研究人員發(fā)現，熱融塌陷顯著提高了表層土壤總磷活化速率，促進了植物磷吸收，進而加速了生態(tài)系統(tǒng)磷循環(huán)。進一步分析發(fā)現，土壤總磷活化速率的增加主要與微生物磷循環(huán)功能基因豐度的上調密切相關，而植物磷吸收的增強則與根系形態(tài)改變、根系分泌物增加以及其對土壤磷的競爭能力提高有關。

該研究首次報道了生態(tài)系統(tǒng)磷循環(huán)關鍵過程對凍土融化的響應規(guī)律，為深入理解凍土融化背景下生態(tài)系統(tǒng)碳-磷交互作用奠定了基礎。

該研究成果于近日在線發(fā)表于國際學術期刊Nature Climate Change，雜志同期配發(fā)國際著名生態(tài)學家Colleen M. Iversen撰寫的News and Views評述文章，肯定了該項研究的科學意義和創(chuàng)新性。國家植物園（南園）已畢業(yè)博士研究生李子良為論文第一作者，楊元合研究員為通訊作者。維也納大學Wolfgang Wanek教授、西澳大利亞大學Hans Lambers教授、巴塞羅那自治大學JosepPe?uelas教授和浙江大學蔣明凱研究員等參與了上述研究。該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃等項目的資助。

高寒生態(tài)格局與過程研究組

組長：楊元合研究員

郵箱：yhyang@ibcas.ac.cn

主要研究方向：

基于野外觀測、控制實驗、室內培養(yǎng)和模型模擬等手段，重點研究：(1)凍土生態(tài)系統(tǒng)碳氮磷循環(huán)；(2)生態(tài)系統(tǒng)對氣候變暖的響應。

編輯 | 韓藝

審核 | 梁鵬鴻