多年凍土區(qū)儲(chǔ)存了地球陸地生態(tài)系統(tǒng)中約一半的碳。青藏高原是全球中低緯地區(qū)面積最大、范圍最廣的多年凍土區(qū)，占中國(guó)凍土面積的70％，在水源涵養(yǎng)、土壤保持、碳固定和生物多樣性保護(hù)等方面發(fā)揮著重要作用，是我國(guó)乃至亞洲重要的生態(tài)安全屏障區(qū)和全球生物多樣性保護(hù)的關(guān)鍵區(qū)域。

現(xiàn)有研究表明，在青藏高原多年凍土區(qū)，當(dāng)外界水熱條件發(fā)生改變時(shí)，植物群落會(huì)迅速通過調(diào)節(jié)物種結(jié)構(gòu)，如多樣性、豐度，以及個(gè)體器官如花朵數(shù)量、葉片大小、根的深度等，來適應(yīng)外界環(huán)境的變化，相關(guān)過程必然會(huì)導(dǎo)致整個(gè)群落地上生物量和地下生物量之比（η）的顯著變化，進(jìn)而對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的碳、氮循環(huán)和平衡產(chǎn)生重大影響。然而，我們目前對(duì)于η的變化幅度以及控制因素知之甚少。

中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學(xué)與凍土工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合丹麥哥本哈根大學(xué)、法國(guó)原子能與替代能源委員會(huì)氣候與環(huán)境科學(xué)實(shí)驗(yàn)室、瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)和美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等多家單位對(duì)過去30年青藏高原多年凍土區(qū)三種典型高寒生態(tài)系統(tǒng)中3013個(gè)樣地和26337個(gè)植物個(gè)體水平的η值應(yīng)用廣義加性混合模型（GAMMs）進(jìn)行了時(shí)空變化分析。

結(jié)果表明，在較濕潤(rùn)高寒濕地中，植物更傾向于將生物量分配到地上部分，η增加了17％，而在土壤水分較低的高寒草甸和干旱的高寒草原中，植物更愿意將生物量分配到地下，η分別降低了26％和48％。

進(jìn)一步的收斂交叉映射和多元回歸分析表明，上述變化趨勢(shì)主要是由氣候變暖引起的植物生長(zhǎng)偏好所驅(qū)動(dòng)的，而不是由植物群落種類組成的變化引起的，特別是在干旱條件下，這種氣候變暖對(duì)植物生物量的分配控制能力隨著氣候變暖增溫速率的增加而變得更強(qiáng)。

然而，目前在凍土生態(tài)系統(tǒng)中應(yīng)用的主流模型（TEM，?LPJ─GUESS，?Coup　Model和ORCHIDEE）對(duì)于上述變化信息無法進(jìn)行有效的捕捉，這對(duì)于全球多年凍土區(qū)凍土生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量估算以及未來碳軌跡的變化預(yù)測(cè)都帶來很大的不確定性和挑戰(zhàn)。

上述研究成果以Changes　in　above－　versus　belowground　biomass　distribution　in　permafrost　regions　in　response　to　climate　warming為題，在線發(fā)表于2024年6月10日的美國(guó)科學(xué)院院刊（Proceedings　of　the　National　Academy　of　Sciences　of　the　United　States　of　America?，?PNAS），西北研究院贠漢伯博士為論文第一作者，Constantin　M．　Zohner教授（瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院），吳青柏研究員，Bo　Elberling教授（丹麥哥本哈根大學(xué)）　并列為論文通訊作者。該研究得到凍土工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主項(xiàng)目、中國(guó)國(guó)家自然基金重點(diǎn)基金、丹麥國(guó)家研究基金和丹麥－歐盟Villum青年基金等項(xiàng)目資助。

論文鏈接：http：／／www．pnas．org／doi／10.1073／pnas．2314036121