青藏高原土壤碳库占生态系统碳库总量的90%以上，是支撑青藏高原生态安全屏障功能的基石。野外观测研究表明，气候暖湿化总体上促进了高原土壤碳库的累积。然而，随着气候变暖对植被生长的促进效应逐渐趋于饱和，植物向土壤的碳输入可能逐渐减少；同时，多年冻土退化加剧，特别是近年来频发的极端热融事件，正在加速土壤碳的释放。因此，未来暖湿化是否持续增加土壤碳库尚不明确。除剧烈气候变化外，高原长期的放牧活动对高寒草地和高寒草甸的负面影响仍在持续，并在部分区域呈加剧趋势。在自然变化与人类活动共同作用下，高原土壤碳库是否将由过去的净积累反转为未来的净流失，是高寒碳循环领域的研究难点。
为此，实验室高寒生态变化与生态安全研究方向汪涛研究员等在青藏高原开展了系统的网格化土壤采样，整合了包括4170个土壤剖面调查数据和长期控制培养实验在内的多源观测资料（图1），构建了一个基于多源观测约束的简化土壤碳循环模型，用于预测气候变化对高原土壤碳库的影响。该模型不仅系统考虑了多气候因子的协同作用，还融合了土壤物理保护机制与根系激发效应等最新理论认知，克服了基于野外增温实验结果开展预测的局限性，为更准确评估土壤碳库动态变化提供了新工具。
在未来持续暖湿化下，高原土壤碳库整体仍呈积累趋势。但新增土壤碳中超过50%将以活性或非保护性碳的形式存在（图2），这类碳组分对极端事件和放牧等干扰高度敏感，将显著削弱高原碳库稳定性。通过绘制高原极端热融事件发生概率图并结合野外实验资料，研究粗略估算，极端热融事件将抵消超过一半以上气候变暖带来的碳增益。此外，通过整合296组高原野外放牧试验，定量评估了放牧活动及其与气候变化的交互作用对土壤碳库的影响：若延续历史放牧管理模式，放牧引起的碳损失几乎完全抵消气候变暖带来的碳增益；在实施草畜平衡管理政策的情境下，放牧仍造成土壤碳损失，但其负面影响将减弱（图2）。研究团队提出，亟需将放牧活动和多年冻土区域极端热融事件对土壤碳库的影响纳入新一代地球系统模式-社会经济系统耦合模型中，为精准优化高寒生态系统碳库稳定性和维系高原生态安全屏障功能提供重要支撑。
该成果以“Grazing reverses climate-induced soil carbon gains on the Tibetan Plateau”为题，7月30日在线发表于《自然通讯》（Nature Communications）期刊。实验室高寒生态变化与生态安全研究方向已毕业博士任帅为第一作者，汪涛研究员为通讯作者。研究获得了国家重点研发项目和国家自然科学基金等项目资助。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-62332-6
图1. 青藏高原多源观测数据分布图
图2. 不同气候变化和放牧情景下高原土壤碳库变化
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