近日,中国科学院成都生物研究所退化土壤生态功能恢复创新团队科研助理李健明等在研究员庞学勇的指导下,系统研究了高寒区草皮移植及多边形裂缝扩展对土壤微生物资源限制与代谢特征的调控机制。相关研究结果发表于《土壤与耕作研究》。
结果表明,高寒区草皮移植导致植被覆盖率显著降低(19.5%-41.3%),生物多样性下降,而冻融循环驱动的多边形裂缝在移植第三年面积扩大至4.8倍,加剧了土壤侵蚀和微地形异质性。通过酶化学计量分析,发现高寒区草皮移植后微生物养分限制模式发生显著转变:正常区域从碳-氮(C-N)限制转为碳-磷(C-P)限制,而裂缝区域则从C-P限制转为C-N限制,表明裂缝形成进一步改变了微生物的养分获取策略。
此外,在酶介导的养分失衡和微生物代谢权衡作用下,多边形裂缝区域的碳利用效率(CUE)和氮利用效率(NUE)随裂缝面积增加下降12%-18%。当裂缝面积超过15%时,微生物代谢效率呈现非线性骤降,显著削弱生态系统的碳汇功能。
基于上述内容,研究团队认为高寒区草皮移植叠加多边形开裂破坏了微生物资源分配,加剧了养分限制,并减少草皮早期修复过程中的碳封存。该研究深化了高寒区草皮移植中,多边形裂缝形成后对微生物养分限制和代谢特征的认识,促进了对高寒区植被恢复中早期生态过程的机制理解,为高寒草甸生态恢复提供了重要理论依据。
相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.still.2025.106665
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