泥炭地碳循環調控機制研究取得進展

泥炭地作為關鍵的陸地碳庫，其碳循環動態對全球氣候平衡具有重要影響。當前，水位下降與氣候變暖正威脅泥炭地碳匯功能。此前研究表明，“酶閂”與 “鐵門”是濕地碳動態重要的調控機制。這兩種機制的適用場景、對碳動態調控的相對重要性，以及溫度是否會改變它們的作用優先級，是該領域亟待解決的核心問題。

中國科學院成都生物研究所選取了兩類典型泥炭地土壤開展研究，一類為依賴地下水與降水補給的礦養泥炭地（fen），礦物質含量高、pH偏中性；另一類為僅靠大氣降水的雨養泥炭地（bog），礦物質含量低、呈強酸性。研究團隊將兩類土壤置于8℃厭氧、8℃有氧及18℃有氧條件下進行培養，動態監測CO₂排放速率，同步分析土壤鐵形態、酶活性及溶解性有機質等關鍵指標。

實驗結果顯示，fen與bog對有氧環境的碳響應差異顯著，溫度是調控機制轉變的關鍵因子。在無升溫有氧條件下，fen中部分泥炭層CO₂排放并未顯著增加。進一步分析發現，Fe²⁺氧化抑制了酚氧化酶活性，同時Fe-OC形成減緩碳礦化，表明“鐵門”機制起主導作用。升溫則導致fen的碳動態調控機制發生根本轉變，升溫顯著增強酚氧化酶活性，抵消了鐵的抑制效應。而bog，無論增溫與否，在有氧環境下，酚氧化酶活性均顯著增強，CO₂排放速率顯著提升，始終由“酶閂”機制主導碳分解過程。

該研究深化了對泥炭地碳循環機制的理論理解，也為全球碳循環—氣候反饋的精準預測、泥炭地碳匯功能評估以及相關濕地保護與氣候應對策略的制定提供了科學依據。

相關研究成果以Shift from iron- to enzyme-dominated controls on soil carbon preservation in a fen-bog comparison為題，發表在《環境科學與技術》（Environmental Science & Technology）上。研究工作得到國家重點研發計劃、中國科學院國際合作基金等的支持。

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