Nature Communications | 植物所冯晓娟研究组揭示泥炭藓湿地中独特的金属-有机碳保护机制
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科研进展
泥炭藓是一类重要富碳湿地（泥炭地）的旗舰物种，泥炭藓湿地是全球碳积累的热点区域。传统观点认为，泥炭藓湿地有机碳库以植物残体或颗粒有机碳（POC）主导。但是，作为一种更稳定的土壤碳库，矿物结合有机碳（MAOC）在泥炭藓湿地中的积累却未被关注。近期的研究发现，泥炭藓独特的酚类代谢产物可以促进有机碳与铁氧化物的结合。为探究泥炭藓湿地与其他生态系统相比，是否具有更强烈的金属-有机碳交互作用，进而对MAOC的积累产生重要影响。
中国科学院植物研究所冯晓娟研究组通过对我国20个泥炭藓湿地和29个非泥炭藓湿地的野外调查，结合文献数据分析和泥炭藓扩张梯度，比较了泥炭藓湿地、非泥炭藓湿地以及草地、森林和冻土表层土壤中金属结合有机碳（bound OC）和活性铁铝氧化物的含量，并评估了bound OC对MAOC积累的影响。结果表明，泥炭藓湿地是陆地生态系统中金属-有机碳交互作用的热点区域，其bound OC在土壤有机碳中的占比显著超过非泥炭藓湿地、森林、草地和冻土。泥炭藓湿地的酸性环境为铁铝氧化物的活化和积累创造了先决条件，泥炭藓独特的酸性酚类代谢产物进一步加强了金属-有机碳的结合作用，并在铁铝含量较高的火成岩型湿地中尤为显著。此外，bound OC主导了泥炭藓湿地中MAOC的累积。与其他陆地生态系统相比，泥炭藓湿地中MAOC随土壤有机碳增加而线性增加，且没有明显的饱和点。这些发现表明，泥炭藓不仅是一个“泥炭建造者”，还是一个高效的“铁锈工程师”：泥炭藓通过活化金属氧化物促进湿地中MAOC的累积，并实现长期碳封存。这项研究揭示了泥炭藓湿地中一种重要的碳封存机制，对泥炭藓湿地的保护和恢复具有重要意义。
实验设计及泥炭藓湿地中独特的金属-有机碳保护机制
该项研究成果于8月19日在线发表在国际学术期刊Nature Communications。植物所博士研究生赵云鹏为论文第一作者，冯晓娟研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目的资助。
原文链接 ↓
https://doi.org/10.1038/s41467-023-40863-0
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