凍土區土壤碳庫超過全球土壤碳庫的50%，約為大氣碳庫的2倍，其微小變化會對大氣CO2濃度產生重要影響，在全球碳循環中起著重要作用。而作為氣候變化敏感區，凍土區快速的氣候變暖可能顯著改變該區域生態系統碳循環過程。已有的觀測證據顯示，氣候變暖既會促進凍土區植被生長，也會刺激微生物分解，進而可能會打破生態系統中碳輸入與輸出之間的平衡關系，引起該區域土壤碳庫的顯著變化。但由于缺乏有效的觀測資料，學術界迄今仍不清楚氣候變暖背景下凍土區土壤有機碳庫究竟如何變化。
中國科學院植物研究所楊元合研究組以青藏高原凍土區為研究對象，在2013年至2014年間對該區域2001年至2004年調查的135處樣地進行重采樣，獲取了103個配對樣地的上千份土壤樣品。在此基礎上，研究人員構建了由不同土層容重、有機碳含量以及土壤有機碳密度等參數構成的大尺度數據庫，并結合混合線性模型評估了近10年來活動層土壤碳庫的變化。
研究人員發現，過去10年間青藏高原凍土區活動層土壤碳庫在以28.0 g C m-2 yr-1的速率顯著增加，且在研究區的高寒草原和高寒草甸這2種主要草地類型中呈現一致增加趨勢。進一步的研究發現，土壤碳的積累僅發生在下層土壤（10-30 cm），并且主要源于有機碳含量的增加。上述結果證明青藏高原凍土區活動層土壤是個顯著的“碳匯”。
該項研究提供了凍土區土壤碳庫變化的大尺度證據，相關研究結果對認識青藏高原凍土碳循環特征及其與氣候變暖之間的反饋關系具有重要科學意義。近10年來活動層土壤碳庫在增加，意味著活動層土壤碳積累至少能部分抵消凍土融化造成的碳損失。同時，相關研究結果在評估高寒生態系統服務功能等方面具有重要實踐價值，為近年來學術界提出的“青藏高原生態系統狀況總體趨好”的觀點提供了直接證據。
該研究成果近期在線發表在國際學術期刊《自然-地球科學》（Nature Geoscience）上。楊元合研究組博士研究生丁金枝是該論文的第一作者，楊元合為通訊作者。該項研究得到了國家自然科學基金、科技部重大研究計劃、中科院—北京大學率先合作團隊和中組部“青年千人計劃”的資助。