科研進展
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體碳損失
4月19日,環(huán)境科學和技術(shù)領(lǐng)域重要期刊 Environmental Science & Technology(IF2022=11.357)發(fā)表了冰凍圈科學國家重點實驗室康世昌研究員團隊研究成果 Dramatic Carbon Loss in a Permafrost Thaw Slump in the Tibetan Plateau is Dominated by the Loss of Microbial Necromass Carbon,報道了青藏高原熱融滑塌有機碳快速損失現(xiàn)象及損失有機碳組分的研究。
青藏高原多年凍土區(qū)含有大量土壤有機碳。氣候變化導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識。
基于上述科學問題,康世昌研究員團隊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)素酚類為生物標志物,表征微生物殘體與植物木質(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%的有機碳損失,損失的有機碳中54%由微生物殘體碳組成,起主導作用。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理的認識。
中國科學院西北生態(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、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、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)、冰凍圈科學國家重點實驗室基金(SKLCS-ZZ-2022)、中科院西部之光等項目共同資助。
圖1 多年凍土熱融滑塌導致~61%土壤有機碳損失,其中54%為微生物殘體碳
圖2 熱融滑塌微地貌下氨基糖、微生物殘體碳、細菌殘體碳、真菌殘體碳變化
圖3 最小二乘路徑模型模擬結(jié)果