The Innovation | 草毡层：青藏高原生态安全的先锋屏障

导

读

草毡层是联结成片的毡状草皮层，在青藏高原是一个常见但不寻常的现象。这一厚度仅约20 cm的土层，是高寒草甸土壤生产力、水分涵养、碳固定、气候调节等重要生态功能的主要载体，对维系高原草甸生态系统稳定及牧民福祉具有重要意义。试想一下，如果失去这一薄薄的土层，青藏高原将会是怎样一个世界？

图1 图文摘要

草毡层 (mattic layer)，是高原、部分高山及极地地区特有的由土壤物质与活/死根交织缠结而成的毡状表土层，是高寒草甸生态系统土壤形态特征和发生过程的综合体现。草毡层是极为独特的土壤表层，在我国青藏高原分布广泛，《中国土壤系统分类》赋予其重要的土壤分类学地位，在国际上首次将其定义为诊断表层。草毡层几乎总是与嵩草草甸伴生，在青藏高原分布面积约45万km²，集中分布于受季风影响的江河源区（图1）。草毡层厚度一般不足30 cm，植被以高山嵩草（Kobresia pygmaea）为代表，根/冠＞20，根/土（体积%）＞50%。因处于高原环境，植被及其根系匍匐生长，且长期受牦牛等牲畜踩踏，草毡层变得坚韧而富有弹性。

与基岩风化而成的土壤不同，草毡层中的细土物质多来自风尘输入，其来源可能是附近的冰川与河流沉积物，也可能是千里之外的干旱区。细颗粒物在带来大量矿质养分的同时，大大改善了土壤的持水能力，为植物生长及有机质积累提供了有利条件；而草被的生长又有利于对降尘的捕获与固持。该生物地貌反馈机制是草毡层不断加积形成、并广布于青藏高原的关键。

图2 青藏高原典型草毡层景观

草毡层集中了草甸土壤中大部分根系、有机质、细土物质及养分，而母质层则多为粗碎屑（图1, 2）。这一独特土体构型决定了草毡层是高寒草甸土壤的主要功能层段，承担了绝大部分土壤生态功能与生态系统服务（图1）。尽管草毡层极具韧性，不易破坏，但这道“青藏高原生态安全的先锋屏障”一旦被破坏，很难恢复。这主要是由于形成草毡层的细颗粒物，是由风尘千百年持续加积形成，无法由下部碎屑物及时风化补充。从这个角度看，草毡层属于不可再生资源。

草毡层破坏及伴随的功能退化会带来一系列生态恶果。例如，草毡层水分保蓄及调节功能丧失会导致洪涝灾害加剧、河流泥沙量激增，对江河源区及中下游地区产生深远影响；草毡层生产能力下降会导致生态系统初级生产量及牲畜承载量骤减；草毡层保护功能丧失会加剧土壤侵蚀；草毡层中的有机碳分解会加速温室气体排放；草毡层热隔绝效应丧失会加速下部冻土融化等。

图3 基建过程中草毡层被收集，用于公路边坡稳固

当前，中央及地方政府已采取一系列有力措施来阻止草毡层退化，如在三江源等生态脆弱区设立国家公园、严禁生态保护区采矿等破坏性开发、基建及虫草挖掘等民生活动中采取草毡覆被等保护性措施（图3）。这些举措无疑有利于草毡层保护，但在防治草原啮齿类动物活动、采取因地制宜的放牧方式、理解气候变化潜在威胁等方面仍需系统研究。

总结与展望

作为青藏高原草甸生态系统的特征土层和土壤生态功能集中区，草毡层具有分布普遍性、生态功能重要性、形成过程及结构特殊性以及不可再生属性。我们建议将草毡层作为青藏高原生态环境保护的重要对象，开展长期监测，科学评估不同管理方式及气候变化对草毡层的影响。相关政策的制定既要考虑草毡层的演化规律与区域性差异，也要考虑牧民生活福祉及人地长期共存智慧，以更好地实现草毡资源永续利用与青藏高原生态安全目标。

责任编辑

于   磊    郑州大学

刘心昱    中国科学院大连化学物理研究所

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原文链接：https://www.cell.com/the-innovation/fulltext/S2666-6758(23)00046-2

本文内容来自Cell Press合作期刊The Innovation第四卷第三期以Commentary发表的“Save the life-sustaining mattic layer on the Qinghai-Tibetan Plateau” (投稿: 2022-11-03；接收: 2023-03-17；在线刊出: 2023-03-21)。

DOI: https://doi.org/10.1016/j.xinn.2023.100418

引用格式：Zhang G., Yang F., and Long H. (2023). Save the life-sustaining mattic layer on the Qinghai-Tibetan Plateau. The Innovation. 4(3),100418.

作者简介

张甘霖，中国科学院南京地理与湖泊研究所/ 中国科学院南京土壤研究所，研究员。主要从事土壤发生和土壤分类、土壤地球化学、土壤地理、数字土壤制图研究，曾获国家自然科学二等奖和多项省部级科技奖。曾任国际土壤科学联合会土壤发生委员会主席，现任国际土壤科学联合会土壤时空部副主席。被聘为第三次全国土壤普查技术专家指导组副组长、顶层设计组组长。主持编撰完成《中国土系志》30卷，发表论文400余篇。国家杰出青年基金获得者，入选国家“百千万人才工程”，并获国家有突出贡献中青年专家称号。

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