冻土区储存着大量有机碳，同时也经历了显著的气候变暖。大量研究显示，冻土生态系统碳循环对气候变暖十分敏感。这是因为一方面，温度上升会提高土壤微生物活性，进而加速生态系统碳释放；另一方面，气候变暖也会促进土壤氮磷矿化，促进植物生长，进而增加生态系统碳固定。然而，学术界迄今仍不清楚增温引起的养分变化究竟如何调控冻土生态系统碳交换过程。
为了解决上述科学问题，中国科学院植物研究所杨元合研究组选择青藏高原多年冻土区内的高寒沼泽化草甸这一类特殊的生态系统，避免了以往增温实验中“温度上升引起土壤含水量下降”的缺陷，进而揭示了气候变暖对冻土碳循环的直接效应及其调控因素。通过2014年至2016年连续3个生长季的野外监测，研究人员发现温度上升增加了生长季前期生态系统碳固定，但这种促进效应在生长季后期消失，这一现象主要与植物提前衰老引起的叶片氮磷浓度下降有关。上述结果表明，增温引起的植物养分变化并没有增加生态系统的碳固定，反而抑制了增温对生态系统碳固定的促进效应。
该研究为认识气候变暖背景下生态系统碳-氮-磷交互作用提供了新视角，对理解冻土碳循环与气候变暖之间的反馈关系具有重要启示。相关结果并不支持学术界关于“气候变暖引起的养分变化有利于生态系统碳固定”的传统认识，意味着气候变暖情景下养分对生态系统碳交换的调控比以往预想的更为复杂。
该研究结果近期在线发表在生态学领域期刊Ecology上。杨元合研究组博士研究生李飞和助理研究员彭云峰为论文共同第一作者，杨元合为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、中科院前沿科学重点研究计划、中科院-北京大学“率先合作团队”和中组部“青年千人计划”项目的资助。
