中国林科院湿地所在高原泥炭地碳汇功能响应极端干旱气候事件研究中取得突破性进展

数千年来，泥炭地一直是二氧化碳（CO2）的吸收汇，在有效缓解温室效应、应对气候变化方面发挥着不可替代的作用。学界普遍认为干旱会加速泥炭地土壤有机碳分解，进而使得碳排放增加，形成正反馈效应。预计气候变化将增加世界许多地区的极端干旱事件发生频率和强度，然而关于未来不断增加的极端干旱事件如何干扰泥炭地碳平衡仍存在一定争议。为解决这一难题，湿地所湿地与气候变化研究团队依托四川若尔盖高寒湿地生态系统国家定位观测研究站和长期野外极端干旱事件模拟控制试验平台，通过宏基因组测序技术结合不同CO2通量组分的原位监测，揭示了参与土壤有机质（SOM）分解的微生物碳水化合物活性酶（CAZymes）功能基因和生态系统净CO2交换（NEE）对反复极端干旱事件的非同步响应关系。
研究结果表明：在经历连续5年极端干旱事件后，生长季前期和中期极端干旱事件使高原泥炭地生态系统CO2净吸收速率平均下降48%和26% (n = 12,P< 0.05)；参与SOM分解的微生物CAZymes功能基因丰度在早、中期极端干旱事件发生后均呈下降趋势，而在后期升高；降解不同类型SOM的CAZymes功能基因主要来自于微生物群落的变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）。研究指出NEE变化主要受到土壤水热因子和生态系统总初级生产力（GPP）的影响，与参与SOM分解的微生物CAZymes功能基因丰度相关性较弱，而土壤微生物呼吸（Rm）与参与易降解碳（Labile-C）分解的微生物CAZymes功能基因呈显著正相关(n = 18,P< 0.05)。这一重要发现增进了人们对高原泥炭地土壤SOM的微生物分解潜力和生态系统CO2汇功能对极端干旱事件响应的理解，强调了泥炭地生态系统不同层级之间CO2通量变化的复杂性，为准确预测高原泥炭地碳-气候变化反馈提供了重要的科学依据。
以上研究成果以“Asynchronous responses of microbial CAZymes genes and the net CO2exchange in alpine peatland following 5 years of continuous extreme drought events”为题于11月16日在线发表在国际微生物生态学会会刊ISME Communications。论文第一作者为湿地研究所助理研究员闫钟清，通讯作者为康晓明研究员。研究工作得到了国家自然科学基金面上项目、重点专项、青年项目和林科院院基金项目的联合资助。
中国林科院生态所 2022-11-30

关键词 泥碳  高原泥炭地  碳汇  碳汇功能  极端干旱  气候  图片