青藏高原高寒草甸生態系統脆弱，人類活動導致的原生植被破壞亟需科學修復。草皮移植是生態恢復的常用策略，但其早期實施過程中根系損傷、土壤微環境變化及多邊形裂縫的形成對微生物群落和養分循環的影響機制尚不明確，制約了恢復效果的優化。

針對這一科學問題，中國科學院成都生物研究所退化土壤生態功能恢復創新團隊科研助理李健明等在龐學勇研究員的指導下，系統研究了高寒區草皮移植及多邊形裂縫擴展對土壤微生物資源限制與代謝特征的調控機制。結果表明：（1）高寒區草皮移植導致植被覆蓋率顯著降低（19.5%-41.3%），生物多樣性下降，而凍融循環驅動的多邊形裂縫在移植第三年面積擴大至4.8倍，加劇了土壤侵蝕和微地形異質性。（2）通過酶化學計量分析，發現高寒區草皮移植后微生物養分限制模式發生顯著轉變：正常區域從碳-氮（C-N）限制轉為碳-磷（C-P）限制，而裂縫區域則從C-P限制轉為C-N限制，表明裂縫形成進一步改變了微生物的養分獲取策略。（3）在酶介導的養分失衡和微生物代謝權衡作用下，多邊形裂縫區域的碳利用效率（CUE）和氮利用效率（NUE）隨裂縫面積增加下降12%-18%。當裂縫面積超過15%時，微生物代謝效率呈現非線性驟降，顯著削弱生態系統的碳匯功能。綜上所述，高寒區草皮移植疊加多邊形開裂破壞了微生物資源分配，加劇了養分限制，并減少草皮早期修復過程中的碳封存。該研究深化了高寒區草皮移植中，多邊形裂縫形成后對微生物養分限制和代謝特征的認識，促進了對高寒區植被恢復中早期生態過程的機制理解，為高寒草甸生態恢復提供了重要理論依據。

相關研究結果于近日以“Soil microbial resource limitation and use efficiency shift with turf transplantation and polygonal cracking in alpine meadows of the Tibetan Plateau”為題，發表于國際經典土壤學期刊Soil & Tillage Research上。成都生物研究所科研助理李健明和助理研究員劉慶華為論文共同第一作者，龐學勇研究員為通訊作者。該研究得到國家自然科學基金和西藏自治區科技項目等聯合資助。

原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167198725002193

圖1草皮移植及多邊形裂縫形成和擴張對土壤微生物養分限制及代謝特征的影響示意圖

圖2草皮移植正常區域與多邊形裂縫區域微生物資源限制與代謝特征變化

圖3多邊形裂縫區域對微生物代謝特征的影響