草业学院陈汉教授团队揭示全球变化下土壤有机碳响应及植物根系性状变异驱动机制

土壤有机碳库的稳定性与地下根系生态过程是应对全球气候变化、维持生态系统功能的关键环节。近日，我校草业学院陈汉（Han Y. H. Chen）教授团队在生态学与环境科学领域的国际顶级期刊《Global Change Biology》和《New Phytologist》连续发表两项重要研究成果。研究分别基于全球尺度的整合分析，系统揭示了气候变暖对土壤有机碳响应的“放大效应”以及植物功能性状差异对混交群落细根生物量与性状的驱动机制，为预测未来全球变化下的陆地碳循环及生态系统地下管理提供了重要的理论依据。

在《Global Change Biology》发表的研究，题为“Warming Amplifies Responses of Soil Organic Carbon to Multiple Global Change Drivers”，系统评估了增温与二氧化碳（CO₂）浓度升高、氮沉降及干旱等因子交互作用对土壤有机碳（SOC）的影响。研究发现，虽然增温单独作用会导致SOC平均降低7.2%，但它在多因子交互中扮演了“催化剂”的角色，显著放大了其他全球变化驱动因子的效应。该研究揭示了增温作为核心调节因子，通过改变养分和水分限制条件，重塑了SOC对气候变化的响应模式，这对理解陆地碳-气候反馈机制具有深远意义。

在《New Phytologist》发表的研究，题为“Plant functional trait dissimilarity drives plant mixture effects on fine root biomass and trait variations” ，聚焦于植物多样性对地下根系系统的影响。创新性地从“功能性状差异”的角度，解析了物种混交如何影响细根生物量及关键根系性状（根深、根长密度、比根长）。研究表明，相比于单纯的物种丰富度，植物在耐阴性、耐旱性、生长速率及固氮能力上的功能差异，能更准确地预测混交效应。例如，耐阴性差异显著增加了群落的根长密度；固氮能力的差异显著促进了细根生物量和根长密度的提升，且这种正效应随林龄增加而增强。研究还发现，随着土壤深度的增加，耐阴性差异对根系分布的调控作用愈发显著。该成果强调了在构建混交林或草地群落时，通过合理搭配功能性状差异大的物种，可有效提升地下生产力和生态系统碳固持能。

两篇论文的通讯作者均为我校陈汉教授。两篇高水平论文的发表，标志着我校在草地生态学与全球变化生态学领域的国际影响力进一步提升。研究工作得到了国家重点研发计划和加拿大自然科学与工程研究理事会（NSERC）等项目的支持。