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泥炭地储存了全球约三分之一的土壤碳,是减缓气候变化的“压舱石”。然而,作为泥炭地碳损失的重要途径,溶解性有机碳(DOC)对气候变暖的响应尚不明确。
中国科学院植物研究所冯晓娟研究团队在世界最大的高寒泥炭地(若尔盖)利用开顶箱(OTC)开展野外增温实验,并通过连续5个生长季的孔隙水高频监测、溶解性有机质(DOM)分子组成与¹⁴C测定,结合土壤微生物群落分析,对比了排水与淹水的不同水文条件下泥炭地DOC输出对增温的响应。
研究发现,增温提高了泥炭地DOC浓度,但排水和淹水泥炭地的驱动机制截然不同。在排水泥炭地中,增温显著增加植物生物量和土壤DOC浓度,同时伴随着DOM芳香性增强和现代碳富集,表明植物新碳输入是DOC增加的主要原因。而在淹水泥炭地中,增温释放了年龄较老(14C平均年龄890年)、富含脂质的DOM,并显著增加了表层土壤孔隙水亚铁离子浓度和土壤铁还原菌丰度。因此,增温通过增强微生物铁还原,触发以脂类组分为主的溶解性老碳释放。厌氧条件下长期封存的脂类老碳,一旦经水文输出进入下游水体,极易被微生物矿化,可能加剧气候正反馈,代表了一条此前被忽视的泥炭地老碳释放路径。上述发现揭示了排水与淹水泥炭地DOC对气候变暖的差异化响应机制,为准确预测泥炭地的气候反馈效应提供了新视角。
该成果于7月23日在线发表在国际学术期刊Advanced Science。植物所戴国华副研究员为论文第一作者,冯晓娟研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和中国科学院国际合作项目的资助。
文章链接:
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202522234

排水和淹水泥炭地溶解性有机碳对增温的差异化响应机制
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