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科研進展

武漢植物園在凋落物輸入改變對土壤甲烷氧化的研究中取得新進展

發表日期:2019-03-27來源:武漢植物園放大 縮小

  甲烷(CH4)是第二大溫室氣體,其百年尺度的全球增溫潛勢是二氧化碳的28-34倍,對全球變暖的貢獻約為20%。透氣良好的土壤中CH4氧化細菌能夠氧化大氣中的CH4,被認為是最重要的CH4生物匯。植物凋落物輸入變化能夠通過影響土壤生物及非生物因子,從而影響土壤CH4氧化過程。然而目前關于土壤CH4氧化對地上和地下凋落物輸入變化的響應還存在諸多不確定性。 

  中國科學院武漢植物園土壤生態學學科組助理研究員吳君君在程曉莉研究員的指導下,在湖北省丹江口庫區種植面積廣泛的柏樹人工林生態系統中開展了凋落物輸入變化對土壤CH4氧化吸收影響的研究。結果表明,在所有的凋落物輸入調控處理中,土壤都起著CH4匯的功能。與對照相比,去除地表凋落物和無碳輸入處理土壤CH4氧化速率分別降低了37.7 ± 4.9%41.7 ± 5.8%。相反,去除根系處理對土壤CH4氧化速率沒有顯著影響。添加凋落物對土壤CH4氧化速率的影響取決于土壤含水量的狀況:濕季,添加凋落物使土壤CH4氧化速率降低了47.1 ± 4.9%;干季,添加掉落物對土壤CH4氧化速率沒有顯著影響。去除地表凋落物和無碳輸入處理顯著降低了底物的有效性及CH4氧化菌豐度,進而引起較低的CH4氧化速率。本研究表明,地表凋落物在調節土壤作為大氣CH4匯的過程中比根系更為重要,地表凋落物的變化伴隨著極端降雨和干旱頻發對大氣CH4吸收潛力有重要影響。 

    本研究得到國家自然科學基金 (31470557, 31770563) 和中科院戰略先導專項B(XDB15010200)的資助,相關研究成果以“Soil net methane uptake rates in response to short-term litter input change in a coniferous forest ecosystem of central China為題發表在SCI期刊“Agricultural and Forest Meteorology上。 

  論文鏈接https://authors.elsevier.com/a/1YnMmcFXJSYQn 

土壤甲烷氧化速率對凋落物輸入變化以及干濕季節的響應 

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