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植物所科研人員解析高寒草地底層土壤碳庫響應氣候變暖的分子機制

  土壤是陸地生態系統中儲量最大的活躍碳庫,其對全球變暖的響應是全球變化生態學的焦點問題。底層(即深度超過30 cm)土壤儲存了全球一半以上的土壤碳庫;然而,以往的增溫實驗著重分析表層土壤的響應,底層土壤對增溫的響應及其機制尚不明確。 

  中國科學院植物研究所馮曉娟研究組與合作者依托青藏高原海北站的長期增溫實驗平臺,利用生物標志物、超高分辨率質譜和14C分析,對比研究了高寒草地表層0-10 cm與底層30-40 cm土壤有機碳庫響應氣候變暖的分子機制。研究發現,5年的增溫處理沒有改變表層土壤有機碳的分子組成與周轉動態。但是,增溫引起的植物群落組成變化顯著增加了底層土壤中根系生物量以及脂類、糖類的含量,并通過激發效應加劇了木質素的降解。進一步的14C分析顯示,與對照相比,增溫促進了新碳在底層慢速周轉碳庫中的積累,并補償了木質素加速降解所引起的碳損失。以上結果表明,高寒草地底層土壤對增溫的響應比表層土壤更加強烈,且由植物根系驅動的新碳積累可能增加底層土壤穩定碳庫的長期固持,從而顛覆以往基于表層土壤的碳儲量預測。 

  該研究成果于93日在線發表于Global Change Biology期刊。馮曉娟研究組博士后賈娟為論文第一作者,馮曉娟研究員和蘭州大學賀金生教授為共同通訊作者。該研究得到了科技部青年973項目、國家自然科學基金和中國科學院國際合作重點項目的資助。 

  文章鏈接: 

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/gcb.14823 

  (植被生態實驗室供稿) 

   

  海北高寒草地表層與底層土壤有機碳對增溫的響應機制 

    

    


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