科研進(jìn)展
Environmental Science & Technology:青藏高原多年凍土熱融滑塌快速碳損失主要為微生物殘?bào)w碳損失
4月19日,環(huán)境科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域重要期刊 Environmental Science & Technology(IF2022=11.357)發(fā)表了冰凍圈科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室康世昌研究員團(tuán)隊(duì)研究成果 Dramatic Carbon Loss in a Permafrost Thaw Slump in the Tibetan Plateau is Dominated by the Loss of Microbial Necromass Carbon,報(bào)道了青藏高原熱融滑塌有機(jī)碳快速損失現(xiàn)象及損失有機(jī)碳組分的研究。
青藏高原多年凍土區(qū)含有大量土壤有機(jī)碳。氣候變化導(dǎo)致多年凍土快速退化,發(fā)生熱融滑塌,改變微地貌和土壤理化性質(zhì)。已有研究發(fā)現(xiàn)熱融滑塌會造成土壤碳庫的損失,但是無法判斷損失的有機(jī)碳組分及特性,限制了對熱融滑塌地貌下土壤碳庫未來變化的認(rèn)識。
基于上述科學(xué)問題,康世昌研究員團(tuán)隊(duì)在青藏高原祁連山地區(qū)發(fā)生熱融滑塌的地區(qū)采集土壤樣品,利用氨基糖和木質(zhì)素酚類為生物標(biāo)志物,表征微生物殘?bào)w與植物木質(zhì)素在土壤中相對豐度,研究熱融滑塌過程中不同有機(jī)碳組分(微生物來源和植物來源)變化及其控制因素。研究發(fā)現(xiàn),熱融滑塌引起了土壤~61%的有機(jī)碳損失,損失的有機(jī)碳中54%由微生物殘?bào)w碳組成,起主導(dǎo)作用。氨基糖變化主要與土壤含水率、pH、植被狀況相關(guān),木質(zhì)素變化主要與土壤水分和容重變化相關(guān)。該研究揭示了熱融滑塌引起不同來源的有機(jī)碳損失的差異及其控制因子,加深了多年凍土快速退化造成碳損失過程和機(jī)理的認(rèn)識。
中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院博士研究生周文婷和蘭州大學(xué)青年研究員馬田為論文第一作者,論文作者還包括南京信息工程大學(xué)、中科院廬山植物園、中科院青藏高原研究所、美國圣路易斯大學(xué)、德國波茨坦Helmholtz-Centre研究所相關(guān)科研人員。該研究獲第二次青藏高原綜合考察(STEP)、冰凍圈科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金(SKLCS-ZZ-2022)、中科院西部之光等項(xiàng)目共同資助。
圖1 多年凍土熱融滑塌導(dǎo)致~61%土壤有機(jī)碳損失,其中54%為微生物殘?bào)w碳
圖2 熱融滑塌微地貌下氨基糖、微生物殘?bào)w碳、細(xì)菌殘?bào)w碳、真菌殘?bào)w碳變化
圖3 最小二乘路徑模型模擬結(jié)果