青藏高原高寒草甸生态系统脆弱，人类活动导致的原生植被破坏亟需科学修复。草皮移植是生态恢复的常用策略，但其早期实施过程中根系损伤、土壤微环境变化及多边形裂缝的形成对微生物群落和养分循环的影响机制尚不明确，制约了恢复效果的优化。

针对这一科学问题，中国科学院成都生物研究所退化土壤生态功能恢复创新团队科研助理李健明等在庞学勇研究员的指导下，系统研究了高寒区草皮移植及多边形裂缝扩展对土壤微生物资源限制与代谢特征的调控机制。结果表明：（1）高寒区草皮移植导致植被覆盖率显著降低（19.5%-41.3%），生物多样性下降，而冻融循环驱动的多边形裂缝在移植第三年面积扩大至4.8倍，加剧了土壤侵蚀和微地形异质性。（2）通过酶化学计量分析，发现高寒区草皮移植后微生物养分限制模式发生显著转变：正常区域从碳-氮（C-N）限制转为碳-磷（C-P）限制，而裂缝区域则从C-P限制转为C-N限制，表明裂缝形成进一步改变了微生物的养分获取策略。（3）在酶介导的养分失衡和微生物代谢权衡作用下，多边形裂缝区域的碳利用效率（CUE）和氮利用效率（NUE）随裂缝面积增加下降12%-18%。当裂缝面积超过15%时，微生物代谢效率呈现非线性骤降，显著削弱生态系统的碳汇功能。综上所述，高寒区草皮移植叠加多边形开裂破坏了微生物资源分配，加剧了养分限制，并减少草皮早期修复过程中的碳封存。该研究深化了高寒区草皮移植中，多边形裂缝形成后对微生物养分限制和代谢特征的认识，促进了对高寒区植被恢复中早期生态过程的机制理解，为高寒草甸生态恢复提供了重要理论依据。

相关研究结果于近日以“Soil microbial resource limitation and use efficiency shift with turf transplantation and polygonal cracking in alpine meadows of the Tibetan Plateau”为题，发表于国际经典土壤学期刊Soil & Tillage Research上。成都生物研究所科研助理李健明和助理研究员刘庆华为论文共同第一作者，庞学勇研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金和西藏自治区科技项目等联合资助。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167198725002193

图1草皮移植及多边形裂缝形成和扩张对土壤微生物养分限制及代谢特征的影响示意图

图2草皮移植正常区域与多边形裂缝区域微生物资源限制与代谢特征变化

图3多边形裂缝区域对微生物代谢特征的影响