植物所等揭示濕地土壤碳對水位下降的響應機制

　　濕地約占陸地表面積的5%至8%，其碳儲量卻達到陸地碳庫的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。然而在野外觀測中，土壤有機碳對濕地水位下降或干旱的響應并不一致，其機理亟待進一步明確。

　　中國科學院植物研究所馮曉娟研究組與北京大學教授賀金生團隊合作，利用海北站高寒濕地中宇宙水位控制實驗，結合分子有機地球化學手段，對濕地水位下降過程中鐵氧化還原轉化過程對土壤有機碳動態(tài)的調控機理展開研究。研究人員發(fā)現，同經典的“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，伴隨著亞鐵向鐵氧化物的轉化，更多的木質素因受到鐵氧化物保護而被保存在土壤中?；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）機制。該機制可能緩解由濕地土壤氧氣含量升高而造成的碳釋放，為解釋和預測濕地干旱過程中的土壤碳動態(tài)提供了新的思路和依據。

　　該研究結果于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基礎研究發(fā)展計劃、國家自然科學基金和“青年千人計劃”項目的資助。