地球环境研究所在青藏高原高寒草甸禁牧恢复的土壤固碳机制研究中取得新进展

青藏高原被誉为“世界屋脊”，其广袤的高寒草甸不仅是重要的生态屏障，更是陆地生态系统中巨大的碳储库。然而，长期过度放牧导致草地退化、土壤碳流失，严重威胁区域生态安全。为恢复退化草地，禁牧成为普遍采用的管理措施，但其对土壤碳储存的长期效果与机制一直不甚明确。

在青海省海北藏族自治州海北草原生态监测站，研究人员通过设立包含持续放牧、禁牧6年与禁牧14年的长期定位对比实验，结合土壤碳组分与植物-微生物生物标志物分析，系统揭示了高寒草甸土壤碳库对禁牧的响应（图1）。

研究表明：禁牧6年后，颗粒态有机碳储量下降41%，而矿物结合态有机碳储量增加49%，土壤总碳库实现净增长。这主要是因为地上植被恢复与土壤微生物活动增强，促进了植物碳向微生物残体碳的转化与积累。然而，禁牧14年后，颗粒态有机碳储量进一步减少70%，矿物结合态有机碳储量却不再增加，土壤总碳库趋于停滞。长期禁牧可能因养分（如氮、磷）循环受限，抑制了微生物生物量与残体持续形成，导致稳定碳库的积累难以维持（图2）。

该研究表明，仅依赖长期禁牧并非提升土壤碳储量的普适性策略。在生态治理中，需建立更为精细化、动态化的管理视角：短期禁牧可有效促进植被恢复与土壤碳的初期固存；而为实现草地的长期健康与功能稳定，则应探索适度、科学的放牧管理机制，以维持土壤养分循环与微生物活性，最终推动生态保护与碳汇功能之间的可持续协同。

相关成果发表于农业综合性和生态学领域知名期刊Agriculture, Ecosystems and Environment（中科院1区，TOP期刊）。该研究由中国科学院地球环境研究所博士后周嘉聪为第一作者，陈骥研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金（32301405, 32471685）、陕西省博士后项目（2024BSHYDZZ018）及陕西省杰青项目（2024JC-JCQN-32）共同资助。

Zhou J., Liu S., van Groenigen K.J., Mueller C.W., Ochoa-Hueso R., Fanin N., Ren Z., Zhang Y., Ma Y., Sun S., Hu J., Zhang Y., Yahdjian L., Wanek W., Olesen J.E., Kuzyakov Y., Liu J., Chen J., 2026. Contrasting responses of particulate and mineral-associated organic carbon stocks to grazing exclusion in an alpine meadow. Agriculture, Ecosystems & Environment, 400: 110227.

https://doi.org/10.1016/j.agee.2026.110227

图1. 禁牧实验设计及不同处理下土壤有机碳组分储量与比值的变化

图2. 禁牧对土壤有机碳组分储量影响的概念图