植被與環(huán)境變化國家重點實驗室于2007年10月獲得批準建設，2009年12月通過驗收，其前身為1989年成立的“中國科學院植被數量生態(tài)學開放研究實驗室”。實驗室圍繞植被與環(huán)境變化的國際重大前沿科學問題和國家戰(zhàn)略需求開展創(chuàng)新性研究，重點進行植被格局與演變、生物多樣性與生態(tài)保育、全球變化的響應與適應、生物地球化學循環(huán)和生態(tài)草牧業(yè)與可持續(xù)性5個方向的研究工作。其發(fā)展目標是在植被與環(huán)境變化領域取得具有重要國際影響的研究成果，為植被資源的保護和利用、國家生態(tài)環(huán)境的良性發(fā)展提供科技支撐；建成生態(tài)學領域具有重要國際影響力的科學研究、人才培養(yǎng)和學術交流基地。

“植”同道合，責任重大

植被與環(huán)境變化國家重點實驗室現(xiàn)由19個研究組構成研究主體，并按研究方向設置5個研究群；主要依托分析測試中心和10個野外站、中國生態(tài)系統(tǒng)研究網絡（CERN）生物分中心和中國科學院內蒙古草業(yè)研究中心開展工作。分析測試中心包括化學分析實驗室、穩(wěn)定性同位素實驗室、生理生態(tài)學實驗室、分子生態(tài)學實驗室、3S實驗室、環(huán)境變遷實驗室和植物水分養(yǎng)分實驗室。擁有電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、電感耦合等離子發(fā)射質譜儀、穩(wěn)定同位素比率質譜儀、氣相色譜儀、碳氮元素分析儀、激光粒度儀、流動分析儀、遺傳分析系統(tǒng)、熒光成像系統(tǒng)、紋理密度測量儀等主要儀器設備，共有10萬元以上儀器設備40臺（套），總價值2000余萬元。10個野外站中包括3個國家站和4個CERN站，各野外站充分發(fā)揮科研支撐作用的同時，每年還接待其他科研單位、院校大中小學生實習、開展夏令營等活動。

實驗室現(xiàn)有科研人員93名，包括中國科學院院士2名、國家杰出青年科學基金獲得者3名、國家“百千萬人才工程”入選者1名、國家引進人才計劃入選者4名、中國科學院引進國外杰出人才計劃入選者4名。研究人員以中青年為主，50歲以下的研究人員約占85%，35歲以下的青年科研人員超過30%。有在讀研究生160余名，每年在植物生態(tài)學、生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學、植物生理生態(tài)學、理論生態(tài)學、全球變化生態(tài)學、恢復生態(tài)學等研究方向上分別招收博士生和碩士生20～30人，同時還與其他高校和科研單位聯(lián)合培養(yǎng)研究生。目前，實驗室承擔各類科研項目課題180余項，主要包括國家重點研發(fā)計劃、科技部原“973”計劃、科技基礎條件平臺、科技支撐計劃、國家自然科學基金、中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項和國際合作等項目。近5年發(fā)表SCI論文700余篇，包括在Nature Communications、Nature Geoscience、Proceedings of National Academy Sciences USA、Ecology、EcologyLetters、Journal of Ecology、Functional Ecology、Global Change Biology、Global Ecology and Biogeography、New Phytologist、Journal of Experimental Botany等生態(tài)學旗艦雜志上發(fā)表多篇原創(chuàng)性論文；獲授權專利28項。

近年來，實驗室與美國、德國、加拿大、日本、瑞士、法國、荷蘭、芬蘭、蒙古、蘇丹等20多個國家和地區(qū)的科研機構和高等院校及組織建立了合作交流關系，同時積極主辦和參與了相關的學術會議。為吸引優(yōu)秀科研人才、加大開放力度、加強學術合作與交流，按照財政部、科技部《國家重點實驗室專項經費管理辦法》，每年設置一定比例的開放課題。多年來，實驗室積累了大量野外調查、科學實驗和理論研究數據，在國際生物多樣性和全球變化等生態(tài)學研究領域逐漸嶄露頭角，也成長為中國植被與植被圖、草地生態(tài)科學、森林大樣地和全球變化生態(tài)學等研究領域的優(yōu)勢單位。植被與環(huán)境變化國家重點實驗室已成為我國植物生態(tài)學領域科學研究、人才培養(yǎng)與高水平國際合作的重要基地。

“植”向遠大，成果豐碩

2019年3月19日，植被與環(huán)境變化國家重點實驗室2018年度學術委員會會議在中國科學院植物所召開。會上，委員們對實驗室目前存在的主要問題和評估工作提出建議：一是要鼓勵和引導對重大科學問題長期、系統(tǒng)性研究，加強開展與國家戰(zhàn)略需求相關的研究，并在已有的研究基礎上，提出國際前沿性科學問題；二是要結合實驗室研究方向和重大任務，優(yōu)化和推進研究群建設、人才項目設置機制；三是要精準把握評估規(guī)則，系統(tǒng)梳理和凝練代表性科研成果、突出亮點工作，梳理人才培養(yǎng)成果；四是要打造實驗室特色的學術交流品牌；五是要加強特色平臺建設、數據共享。

4月，實驗室科研人員在氮富集下植物功能性狀對高寒草地生產力的調控機制方面取得了好成績。氮素是植物生長的重要限制因素，其變化會對生態(tài)系統(tǒng)結構和功能產生重要影響。一般認為，草地生態(tài)系統(tǒng)中的氮富集會提高其生產力。但近年來的研究卻顯示氮富集引起的磷限制、多樣性降低和群落組成改變，可能會抵消氮輸入對生產力的促進效應。因此，闡明氮富集對草地生態(tài)系統(tǒng)生產力的影響機制成為當前全球變化生態(tài)學領域的焦點話題。作為連接全球變化與生態(tài)系統(tǒng)功能之間的橋梁，植物功能性狀為解析草地生態(tài)系統(tǒng)生產力對氮富集的響應機制提供了可能途徑。然而，目前仍缺乏氮富集背景下植物功能性狀調控草地生產力的實驗證據。

實驗室研究團隊依托在青藏高原高寒草原建立的長期氮添加實驗平臺，揭示了氮富集下植物功能性狀與生態(tài)系統(tǒng)生產力以及水分、光照和磷元素等資源的利用效率之間的關聯(lián)。研究人員發(fā)現(xiàn)，隨著施氮量的增加，葉片磷含量功能多樣性降低，使得光、磷利用效率持續(xù)降低；同時，優(yōu)勢物種葉面積增大引起的群落光攔截增加的正效應，以及葉片磷含量功能多樣性下降的負效應，共同導致生產力和水分利用效率沿氮梯度呈先上升后下降的趨勢。

這是團隊在前期發(fā)現(xiàn)植物氮磷化學計量比能夠調控生態(tài)系統(tǒng)碳通量對氮輸入響應的基礎上，針對氮富集下植物形態(tài)性狀及性狀功能多樣性調控高寒草地生產力相關機制的進一步研究工作。研究結果為理解大氣氮沉降背景下草地生態(tài)系統(tǒng)生產力的動態(tài)變化提供了新視角，也為退化草地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)管理提供了啟示。

7月，實驗室研究人員再創(chuàng)佳績，解析了高寒草地土壤碳分解溫度敏感性的調控機制。土壤碳分解的溫度敏感性表征土壤碳分解過程對溫度的響應程度，通常用Q10來表示，即溫度每增加10攝氏度土壤呼吸速率增加的倍數。這一參數的大小在一定程度上決定著陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)與氣候變暖之間反饋關系的方向與強度，是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)中的關鍵參數。因此，土壤碳分解的溫度敏感性及其調控機制成為近20年來全球變化生態(tài)學領域廣泛關注的重要問題。然而迄今為止，學術界尚未能全面解析底物、環(huán)境、微生物等屬性對土壤碳分解溫度敏感性的影響機制。

實驗室研究人員以青藏高原高寒草地為研究對象，基于自然土壤剖面形成的理化性質梯度，并結合長期培養(yǎng)實驗、碳分解模型以及控制實驗等多種手段，揭示了土壤碳分解溫度敏感性垂直變異的調控機制。研究人員發(fā)現(xiàn)，深層土壤中較低的微生物豐度與較強的團聚體保護使其碳分解的溫度敏感性顯著低于表層土壤。進一步研究發(fā)現(xiàn)，不同碳組分溫度敏感性的調控機制存在差異：活性碳分解溫度敏感性的垂直變異主要受微生物群落調控，而惰性碳分解的溫度敏感性則主要受團聚體保護的影響。該研究揭示了土壤碳穩(wěn)定性機制在調節(jié)土壤碳分解過程中對氣候變暖響應中的關鍵作用，相關結果為準確認識陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)與氣候變暖之間的反饋關系提供了啟示。

前不久，實驗室又在揭示荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)氮水調節(jié)機制方面取得新進展?；趦让晒疟辈炕哪菰鷳B(tài)系統(tǒng)大幅度降水梯度（包含極端干旱和極端降水年型）和氮素添加交互作用的長期野外模擬試驗資料發(fā)現(xiàn)，荒漠草原植被地上凈初級生產力（ANPP）和植物群落水平高度（CWM）都會隨著降水量增加呈線性增加趨勢，而氮素添加將進一步增強降水效應，特別是提高了植物對降水變化的敏感性。除此之外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，隨著降水量的增加，荒漠草原群落物種組成發(fā)生顯著變化，優(yōu)勢種由石生針茅等多年生禾本科植物轉變?yōu)橐痍愝锏确呛瘫究浦参铩＿@意味著正在發(fā)生的氣候變化及其與氮沉降的耦合作用將可能對荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)造成不可逆的影響。

該研究為理解生態(tài)系統(tǒng)如何適應氣候變化和營養(yǎng)富集的新環(huán)境提供了新視角，也為生態(tài)系統(tǒng)的恢復、重建、可持續(xù)發(fā)展評估及管理提供了依據。研究工作表明，有必要強化生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的適應與減緩研究，以確保地球系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

未來，實驗室將繼續(xù)推進5個研究方向上的工作進展，加強以高寒生態(tài)系統(tǒng)、溫帶草原、森林、土壤、生物多樣性以及全球變化為重點的成果凝練，注重年輕科研人員科研能力的提高，通過加強實驗室內各單元之間的、與所里各部門之間的溝通、適時建立成果備案制度、積極組織召開全國性的學術會議等舉措，促進實驗室良性運轉，進一步擴大實驗室在國內外的影響力。