東北地理所在凍土區(qū)泥炭沼澤歷史時期碳庫穩(wěn)定性研究中取得進展
泥炭沼澤覆蓋全球陸地表面3-4%，其土壤碳庫中所儲存的碳占全球陸地土壤碳庫的近30%。然而泥炭沼澤主要分布在氣候變化敏感區(qū)（如中高緯度地區(qū)，永久凍土區(qū)等），因此泥炭沼澤土壤碳庫極易受到全球變化的影響并釋放大量的二氧化碳，從而加劇全球氣候變化。土壤碳庫的穩(wěn)定性是影響其在未來氣候變暖等環(huán)境擾動下維持穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。盡管目前研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)氣候變暖、人類活動加劇等環(huán)境擾動因素已經(jīng)對泥炭沼澤碳庫的累積和分解過程產(chǎn)生了不可忽略的影響，然而目前尚不清楚這些環(huán)境擾動因素與泥炭沼澤土壤碳庫穩(wěn)定性之間的關(guān)系。
東北地理所濕地演化與生態(tài)功能學(xué)科組通過沉積記錄的手段，將多糖和芳香族兩類化合物的含量作為評估泥炭沼澤土壤碳庫穩(wěn)定性的指標(biāo)，率先開展評估氣候變化等環(huán)境擾動因素對泥炭沼澤土壤碳庫穩(wěn)定性影響的工作。通過對位于我國大興安嶺北部永久凍土區(qū)的五處泥炭沼澤沉積柱芯的采集和分析，綜合評估近百年來大興安嶺地區(qū)泥炭沼澤土壤碳庫穩(wěn)定性的變化規(guī)律及其潛在的驅(qū)動因素。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相比于世界上其他同緯度地區(qū)泥炭沼澤，大興安嶺地區(qū)泥炭沼澤土壤碳庫中含有較多的多糖化合物和較少的芳香族化合物，因此這一地區(qū)泥炭沼澤土壤碳庫的穩(wěn)定性相對較弱。
19世紀(jì)末以來，大興安嶺地區(qū)人類活動日益加劇，人類活動引起的野火頻發(fā)不僅促使泥炭沼澤植被的生長，提高碳累積速率；由于野火頻發(fā)促使表層土壤中易分解的有機物快速分解且產(chǎn)生含有芳香族結(jié)構(gòu)的熱解碳，因此野火頻發(fā)也提高泥炭沼澤土壤碳庫中芳香族化合物的含量，進而增加土壤碳庫的穩(wěn)定性。因此在1900-1980年間，野火頻發(fā)促使大興安嶺北部地區(qū)泥炭沼澤土壤碳庫的累積速率和穩(wěn)定性均明顯增加。大興安嶺北部野火發(fā)生的頻率和強度在20世紀(jì)80年代以來開始明顯下降，泥炭沼澤土壤碳庫的累積速率和穩(wěn)定性也隨之開始下降。氣候變化逐漸成為影響泥炭沼澤土壤碳庫的主要因素，從2000年至今，氣溫升高和降水減少導(dǎo)致大興安嶺地區(qū)北部泥炭沼澤土壤碳庫的累積速率和穩(wěn)定性均出現(xiàn)增加的趨勢。本研究首次論述了近百年來氣候變化、野火頻發(fā)等環(huán)境擾動因素對泥炭沼澤土壤碳庫穩(wěn)定性的影響，同時研究結(jié)果將為評估和預(yù)測未來全球變化對泥炭沼澤土壤碳庫的影響具有重要的意義。
本研究得到國家自然科學(xué)基金（41701217; 41907381; 41571191）、國家重點研發(fā)計劃（2016YFA0602301）和長白山濕地與生態(tài)吉林省聯(lián)合重點實驗室開放基金（CWE18-1）的資助。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際期刊《Science of the Total Environment》上。
Cong J., Gao C., Han D., Li Y., Wang G., 2020. Stability of the permafrost peatlands carbon pool under climate change and wildfires during the last 150 years in the northern Great Khingan Mountains, China. Science of the Total Environment. 721, 136476.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969719364721
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