西北高原所在青藏高原人工草地研究方面获突破 5年种植模式实现生态经济双丰收

中国科学院西北高原生物研究所青海三江源草地生态系统国家野外科学观测站针对青藏高原核心饲草品种垂穗披碱草的人工草地，采用5年种植周期模式实现了生产力稳步提升与显著碳汇功能的双重效益，为高原退化草地恢复治理及科学化管理提供了关键实证支撑。

青藏高原作为我国重要的生态安全屏障，人工草地建设是退化草地恢复与畜牧业可持续发展的核心举措。目前，高原人工草地总面积已达16470平方公里，其中70%—80%集中分布在青海省环青海湖、祁连山及三江源等水热条件较优越的区域。垂穗披碱草作为高原分布最广、适应性最强的优质饲草，凭借突出的抗寒耐旱特性、较高的营养价值及稳定的草产量与种子产量，成为三江源乃至整个青藏高原退化草地恢复的首选多年生草种，同时也是当地畜牧业重要的补充饲草与优质牧草来源。

随着高原人工草地规模持续扩大，种植模式不断优化调整，但学界对不同种植模式下人工草地的生产力水平、固碳潜力评估仍缺乏精准数据，尤其是其碳源/汇功能特征及年际变异规律尚未明确，这一科学瓶颈严重制约了高原人工草地的科学化管理与生态效益最大化。

针对这一关键问题，研究团队依托10余年原位观测数据，结合系统田间调查，对人工草地5年与3年两种核心种植模式的生产力效益及固碳潜力开展了全面评估。研究结果显示，5年种植周期的垂穗披碱草人工草地表现出显著优势：在碳汇功能方面，5年累计可固存二氧化碳6.64吨/公顷；在经济效益方面，5年周期内每公顷可收获种子2.73吨、优质饲草19吨，直接创造经济收入43894.75元。若结合2023年中国碳市场碳排放配额平均价格（68.30元/吨）计算，该模式下的草地碳交易可实现额外增值453.51元/公顷。

值得关注的是，该5年种植模式通过优化资源配置，使人工草地的水分利用效率、光能利用效率始终维持在较高水平，碳利用效率保持稳定，有效破解了高原地区水资源匮乏、生态环境脆弱等资源约束的核心难题，为在生态保护与经济发展之间寻求平衡提供了可行路径。

图1 （a）研究区在青藏高原的地理位置；（b）涡度相关系统在垂穗披碱草草地的布设位置；（c）涡度相关观测系统实物图。

图2 各指标年际变化动态：（a）总初级生产力（GPP）；（b）地上生物量（AGB）；（c）叶面积指数（LAI）；（d）碳利用效率（CUE）；（e）光能利用效率（LUE）；（f）水分利用效率（WUE）；（g）生态系统表观量子效率（α）；（h）CO2同化最大速率（Pmax）；（i）日间生态系统呼吸速率（Rd）。

研究成果以 Five years of re-ploughing of grass cultivation (Elymus nutans) in the eastern Qinghai-Xizang Plateau proves to management measure: An eddy covariance-based analysis 发表在 Field Crops Research（中国科学院1区TOP，IF = 6.4）。西北高原所三江源站贺福全工程师为第一作者、赵亮研究员为通讯作者。该研究获得青海省帅才科学家（2024-SF-102）和青海省中青年人才托举工程（青人才字[2023]1号）等资助。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378429025005799?dgcid=coauthor