青藏高原高寒草地生产力分配对气候变暖与放牧的响应机制及其生态意义

针对青藏高原高寒草地生态系统对气候变化和人类活动的敏感性，研究人员通过整合704组野外实测数据，揭示了净初级生产力（NPP）在地上（ANPP）与地下（BNPP）分配的动态规律。研究发现，气候变暖使fBNPP（BNPP占比）提升18.01%，放牧使其增加3.74%，但两者作用机制不同：变暖同步促进ANPP与BNPP而后者增幅更大，放牧则抑制两者且对ANPP压制更强。该研究为高寒草地碳循环精准评估和资源管理提供了关键理论支撑。

　　

青藏高原作为"亚洲水塔"和全球气候敏感区，其高寒草地生态系统占高原面积50%以上，是重要的碳汇功能区。然而，该区域正经历着全球变暖速率两倍的升温过程，叠加广泛存在的放牧活动，使得生态系统生产力分配机制面临严峻挑战。净初级生产力（NPP）在地上（ANPP）与地下（BNPP）的分配比例（f_BNPP）直接决定碳输入路径，但传统研究受限于单点实验的局限性、根系采样难题以及遥感技术对地下过程监测的不足，导致高寒草地生产力分配规律认知存在显著空白。

为解决这一科学难题，中国科学院等机构的研究人员Zhaomin Zhang、Ben Niu等团队系统整合了1980-2021年间704组野外实测数据，首次在高原尺度揭示了高寒草地NPP分配的空间格局及其对气候与放牧的响应特征。研究发现，青藏高原高寒草地平均f_BNPP达0.65（变异范围0.15-0.99），显著高于全球其他草地类型。温度升高会促使f_BNPP呈现先增后降的非线性趋势，这与全球尺度上的线性递减模式形成鲜明对比。该成果发表于《Agricultural and Forest Meteorology》，为高寒生态系统适应性管理提供了科学依据。

研究采用多源数据融合方法，通过文献检索获取Web of Science和中国知网1980-2021年的NPP观测数据，结合气候因子（温度、降水）和放牧强度数据，采用统计建模分析环境梯度对生产力分配的影响。关键技术包括：①野外实测数据标准化处理；②空间异质性分析；③气候与放牧因子的交互效应解析。

【Spatial samples of alpine grassland productivity allocations】
数据分析显示，青藏高原高寒草地ANPP、BNPP和NPP均值分别为245.3±6.83、720.17±39.01和1028.94±42.69 g m^-2 a^-1，其中BNPP变异系数达54.2%，显著高于ANPP的35.1%，表明地下部分对环境变化响应更敏感。f_BNPP呈现右偏分布，证实高寒植物普遍采取"向下投资"的生存策略。

【Warming and grazing effects on productivity components】
气候变暖使f_BNPP提升18.01%，其机制在于变暖延长生长季促进根系发育，BNPP增幅（+21.3%）显著大于ANPP（+9.8%）。放牧则通过优先消耗地上生物量使f_BNPP增加3.74%，ANPP降幅（-15.2%）远超BNPP（-5.1%）。这种差异响应揭示了植物在资源竞争中的权衡策略。

【Applications and limitations】
研究指出当前f_BNPP研究存在三大瓶颈：①根系动态监测技术不足；②长期连续观测数据缺乏；③模型参数化精度受限。特别强调高寒草地特有的多年生草本（如Kobresia、Stipa purpurea）根系周转率测算难题，可能导致碳储量评估存在系统性偏差。

结论部分阐明，青藏高原高寒草地通过提高f_BNPP来适应环境变化，这种独特的"地下优先"分配模式不同于全球其他生态系统。研究不仅修正了传统植被模型中固定f_BNPP参数的缺陷，更首次量化了放牧与变暖的协同效应，为高原生态安全屏障建设和碳汇功能提升提供了量化依据。讨论中特别指出，未来需结合同位素标记等新技术，深入解析根系分泌物等地下碳过程，以完善高寒草地碳循环模型。