全球氣候變化背景下，濕地土壤有機(jī)碳的組分及穩(wěn)定性對全球碳循環(huán)具有重要影響。微生物殘?bào)w碳和顆粒有機(jī)碳作為土壤有機(jī)碳庫的關(guān)鍵組成部分，其積累過程和穩(wěn)定性調(diào)控機(jī)制是當(dāng)前研究的焦點(diǎn)。然而，在水文條件變化劇烈的青藏高原高寒生態(tài)系統(tǒng)中，積水如何影響土壤碳庫組成與穩(wěn)定性機(jī)制尚不明確。

中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院李玉強(qiáng)研究員團(tuán)隊(duì)，在青藏高原沿高寒草甸-濕地連續(xù)體設(shè)置了27個采樣點(diǎn)，通過測定氨基糖等指標(biāo)，系統(tǒng)揭示了水文變化對土壤微生物殘?bào)w碳和顆粒有機(jī)碳積累及其對土壤有機(jī)碳貢獻(xiàn)的影響。

研究發(fā)現(xiàn)，從排水良好的草甸到長期積水的沼澤濕地，土壤總有機(jī)碳、微生物殘?bào)w碳和顆粒有機(jī)碳含量均顯著增加。微生物殘?bào)w碳在總有機(jī)碳中的比例相對穩(wěn)定，平均約32%，而顆粒有機(jī)碳的貢獻(xiàn)則隨水文的增加顯著上升。同時(shí)，積水環(huán)境下的土壤真菌殘?bào)w碳與細(xì)菌殘?bào)w碳的比值較低。

研究表明，微生物殘?bào)w碳的主要決定因子隨土層深度變化，即表土中以微生物生物量和pH值為關(guān)鍵決定因素，而底土中微生物生物量及鐵鋁氧化物是主要影響因素。

該研究明確了青藏高原高寒生態(tài)系統(tǒng)積水條件下土壤碳庫組分的變化規(guī)律，揭示了盡管濕地積水有助于固存更多土壤有機(jī)碳，但其不穩(wěn)定的碳組分比例更高，預(yù)示著在未來氣候變暖、濕地退化導(dǎo)致的好氧條件下，該區(qū)域土壤碳庫可能存在較大的流失風(fēng)險(xiǎn)。這為準(zhǔn)確評估青藏高原碳匯功能及應(yīng)對氣候變化提供了重要的科學(xué)依據(jù)。

相關(guān)研究成果以Waterlogging increases microbial necromass carbon and particulate organic carbon in alpine meadow soils為題，發(fā)表于環(huán)境科學(xué)-地球科學(xué)綜合領(lǐng)域權(quán)威期刊Catena。西北研究院牟曉明助理研究員為論文第一作者，李玉強(qiáng)研究員為通訊作者。該研究得到內(nèi)蒙古自治區(qū)“揭榜掛帥”重大示范項(xiàng)目、第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究和內(nèi)蒙古自治區(qū)草原英才等項(xiàng)目的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.catena.2025.109493

采樣點(diǎn)分布圖

微生物殘?bào)w碳、真菌殘?bào)w碳、細(xì)菌殘?bào)w碳以及真菌與細(xì)菌殘?bào)w碳比值在不同水文條件下的分布情況