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近日，由内蒙古农业大学任海燕教授带领科研团队完成的草原生态系统相关研究项目，凭借在碳循环理论创新与实践应用上的突出贡献，荣获2024年度自治区自然科学奖一等奖。该项目提出“水促氮失”新机制、打破传统碳固持认知，推动草原碳循环理论升级，为促进“双碳”目标实现与草原生态安全屏障构建提供了重要科技支撑。

草原是我国分布最广的陆地生态系统，碳储潜力大且主要富集于地下，对全球变化响应滞后但作用深远；其辽阔面积还承载着生产与生态双重功能，是我国生态安全屏障与生态文明建设的重要基石。

“生态系统生产力是其他生态系统功能的物质基础，长期以来都是全球变化研究的重点。”内蒙古农业大学任海燕教授表示，受气候变暖、降水变化等影响，草原碳汇稳定性面临重大不确定性，已成为实现“双碳”目标与构建生态安全屏障的关键瓶颈。

任海燕科研团队围绕全球变化下草地生态系统生产力与稳定性维持机制开展攻关，依托20余年全球变化野外控制试验与生态修复实践平台，运用稳定同位素等前沿技术，构建起“格局—过程—机制—技术—应用”研究体系，揭示草原生产力和稳定性对全球变化的长期响应规律，取得系列成果。

研究发现，草原生产力对增温、氮沉降和降水变化的响应呈非线性特征：典型草原中，氮沉降可提升生产力，但“水分的施肥效应”在6年后减弱，原因在于土壤与植物中的氮含量下降；长期增雨会增强反硝化作用、加剧氮损失，团队据此提出“水促氮失”机制；荒漠草原中，增温效应呈“无影响—提高—降低”三阶段变化，而氮沉降能持续增加生产力。该研究突破“增温增雨增强碳固持”的传统认知，提出“气候变化通过影响氮可利用性，进而调节植物激素、叶寿命和光合固碳时间，最终调控生产力”的新结论，拓展和深化了草原碳循环理论。

同时，项目阐明了草原生态系统稳定性的关键机制：首次通过实验证实，增温和氮沉降对群落稳定性的负效应存在叠加作用，且这一效应与不同优势度植物的稳定性相关，推翻“物种丰富度决定稳定性”的传统观点，强调了长期实验的重要性；同位素示踪研究表明，常见种偏好较丰富氮形态且可塑性强，稀有种则倾向贫瘠氮源且可塑性弱，团队由此提出“资源利用方式决定物种优势度”的新观点。

项目成果已在《Global Change Biology》《Ecological Monographs》《Journal of Ecology》《Environmental Science & Technology》等国际权威期刊发表论文48篇，SCI他引超千次；相关成果形成学术专著，并纳入农业农村部“十四五”规划教材，推动科研成果向教学资源转化；提出的碳汇提升与差异化施肥措施已在鄂尔多斯等地应用，为自然资源政策制定提供支撑。此外，团队推动草学学科在全国评估中获A，培养国家级人才，显著提升了我国草地生态系统可持续管理与高质量发展的科技支撑与人才保障水平。

“通过长期全球变化野外控制试验和区域样带监测，针对草地碳汇能力提升技术瓶颈背后的核心科学问题，研究草地生态系统生产力及稳定性维持的资源驱动机制，可为促进草原保护和科学利用、实现‘双碳’目标提供科技支撑。”任海燕总结道。