Nature子刊 | 土壤微生物功能变化标志西藏草地的不可逆退化过程：实验+Meta分析
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青藏高原（TP）拥有世界上最大的高海拔草原，占全球土壤有机碳储量的2.5%，但仅占地球陆地总面积的0.3%。近十年来，约30%的西藏草原被认为已经退化。气候变化和过度放牧使其表层土壤容易退化，严重退化的土壤有机碳储量下降42%，氮（N）下降33%。有三种机制有助于这种侵蚀，即减少C和N输入，增加土壤有机质（SOM）矿化，但它们的相对重要性仍不清楚。
作者收集了2002年至2020年间发表的49篇文献研究中的594项结果整合分析，以量化草原核心区的SOC和N损失。在详细的实地研究中，确定了侵蚀和净矿化对SOC损失的相对贡献，并确定了微生物群落结构和功能的潜在变化。作者将退化的六个连续阶段进行了分类，从完整的嵩草根垫（S0）到表面裂缝不断扩大的阶段（S1–S4），再到没有根垫的裸露土壤斑块（S5）。
图1 青藏高原（TP）多边形裂缝和延伸的取样点。
研究发现：冻融循环和过度放牧导致的多边形裂缝扩展和根垫死亡（root-mat dieback）会导致表层土壤侵蚀、SOC分解和N流失。土壤微生物群落通过改变分类组成和酶活性对分解作出反应。水解酶活性降低，而氧化酶对剩余顽固性土壤有机质的降解加快，表明微生物功能发生了严重变化。这可能会通过减少碳库功能和养分循环动态，不可逆转地改变世界上最大的高山牧区生态系统，对当地粮食安全、区域水质和气候产生负面影响。本研究也表明草地退化一旦通过S3和S4之间的临界点，减缓退化的传统策略不太可能防止整个富含C的表层土完全流失，从而对微生物功能和相关生态系统服务产生连锁效应。
图3 从完好（S0）到严重退化（S5）阶段的退化顺序及其驱动力
研究成果以“Microbial functional changes mark irreversible course of Tibetan grassland degradation”为题于2022年5月13日发表在期刊Nature Communications。德国戈廷根大学Andreas Breidenbach和贝鲁斯大学P.M.Schleuss为共同第一作者，基尔大学Sandra Spielvogel教授为本文通讯作者。
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