冯晓娟等揭示湿地土壤碳对水位下降的响应机制

记者日前从中国科学院植物研究所了解到，北京大学冯教授和何金生教授的研究团队在海北站高山湿地利用宇宙水位控制实验研究湿地水位下降过程中土壤有机碳的铁氧化还原转化机制方面取得了新的进展。相关论文最近发表在《自然通讯》杂志的网络版上。

研究人员发现，与经典的“酶塞”理论相反，在湿地水位下降的情况下，土壤酚氧化酶的活性主要受亚铁离子浓度的影响，并随着水位的下降而降低。然而，酚氧化酶活性的降低导致水溶性芳香化合物的积累，并抑制土壤中水解酶的活性。同时，随着亚铁向氧化铁的转化，由于氧化铁的保护，更多的木质素被保存在土壤中。

基于此，研究者提出了以湿地土壤亚铁氧化过程为核心的“铁门”机制。这一机制可以缓解湿地土壤中氧含量增加引起的碳释放，为解释和预测湿地干旱过程中的土壤碳动态提供新的思路和依据。

据了解，湿地约占陆地表面积的5%-8%，但其碳储量达到陆地碳库的30%，是一个非常重要的土壤碳库。在气候变化和土地使用变化的影响下，世界上大约一半的湿地受到干旱或退化的威胁。特别是，人为排水或干旱造成的水位下降可能会将湿地从碳汇转化为碳源。然而，在野外观测中，土壤有机碳对湿地水位下降或干旱的响应并不一致，其机理有待进一步阐明。