自2011年起, 在青藏高原高寒草甸实施人工模拟增温和降水改变实验, 2013年7月采集实验区土壤样品, 监测土壤物理特性(土壤粒径和pH值)以及碳组分(全碳、有机碳、可提取有机碳、微生物生物量碳)的变化, 得到如下结果。1) 增温显著改变0~20 cm土壤温度和含水量, 增水和减水显著提高和降低0~20 cm土壤含水量, 但不影响土壤温度。2) 在0~10 cm土层深度, 增温显著降低土壤微生物生物量碳; 增水降低土壤可提取有机碳含量, 增加土壤微生物生物量碳; 减水显著增加土壤黏粒比例和可提取有机碳含量, 降低土壤砂粒比例和微生物生物量碳。在10~20 cm土层深度, 增水显著降低土壤可提取有机碳含量。3) 增温和降水改变对土壤测定指标的影响不存在交互作用。4) 主成分分析结果表明, 土壤总体格局发生趋同主要是因为降水改变, 而不是增温。结果表明, 在未来青藏高原高寒草甸降水持续增加的情景下, 土壤黏粒比例和可提取有机碳含量的降低可能会进一步对高寒地区的植物生产力以及微生物群落产生重要影响。

基于海北站野外长期增温和降水改变控制平台, 研究高寒草甸生态系统生长季土壤无机氮对增温和降水改变的响应。结果表明, 增温使铵态氮降低 47.5% (p = 0.001), 硝态氮降低 46.1% (p = 0.021)。降水的改变对无机氮的影响存在不对称性, 增加降水使铵态氮增加 74.7% (p = 0.046), 硝态氮增加 154% (p = 0.017); 减少降水使铵态氮降低, 对硝态氮无显著影响。铵态氮、硝态氮随着土壤湿度的增加而增加, 与土壤温度无显著关系。这表明增温和降水改变主要通过改变土壤湿度而不是土壤温度影响生长季土壤无机氮。因此预测, 未来气候变化背景下, 土壤湿度的增加可能导致青藏高原高寒草甸土壤无机氮的可利用性增加。