植物所等揭示濕地土壤碳對(duì)水位下降的響應(yīng)機(jī)制

　　濕地約占陸地表面積的5%至8%，其碳儲(chǔ)量卻達(dá)到陸地碳庫的30%，是非常重要的土壤碳庫。在氣候變化和土地利用變化的影響下，全球約一半的濕地正受到干旱或退化的威脅。特別是人為排水或干旱造成的水位下降很可能將濕地由碳匯變成碳源。然而在野外觀測(cè)中，土壤有機(jī)碳對(duì)濕地水位下降或干旱的響應(yīng)并不一致，其機(jī)理亟待進(jìn)一步明確。

　　中國科學(xué)院植物研究所馮曉娟研究組與北京大學(xué)教授賀金生團(tuán)隊(duì)合作，利用海北站高寒濕地中宇宙水位控制實(shí)驗(yàn)，結(jié)合分子有機(jī)地球化學(xué)手段，對(duì)濕地水位下降過程中鐵氧化還原轉(zhuǎn)化過程對(duì)土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)的調(diào)控機(jī)理展開研究。研究人員發(fā)現(xiàn)，同經(jīng)典的“酶栓”（enzyme latch）理論相反，在濕地水位下降的條件下，土壤酚氧化酶的活性主要受到亞鐵離子濃度的影響，且隨著水位下降而降低；而酚氧化酶活性的下降導(dǎo)致水溶性芳香族化合物的積累，抑制了土壤中水解酶的活性。同時(shí)，伴隨著亞鐵向鐵氧化物的轉(zhuǎn)化，更多的木質(zhì)素因受到鐵氧化物保護(hù)而被保存在土壤中?；诖?，研究人員提出以濕地土壤亞鐵氧化過程為核心的“鐵門”（iron gate）機(jī)制。該機(jī)制可能緩解由濕地土壤氧氣含量升高而造成的碳釋放，為解釋和預(yù)測(cè)濕地干旱過程中的土壤碳動(dòng)態(tài)提供了新的思路和依據(jù)。

　　該研究結(jié)果于6月26日在線發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）期刊上。馮曉娟研究組博士研究生王依云為論文第一作者，馮曉娟為通訊作者。該研究得到了科技部國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金和“青年千人計(jì)劃”項(xiàng)目的資助。