青海省寒區恢復生態學重點實驗室揭示了凍土活動層土壤氧化亞氮排放對凍融過程中水熱耦合的響應規律

針對青藏高原溫度和降水協同變化下凍融過程中凍土區活動層土壤N2O排放機理不清的問題,青海省寒區恢復生態學重點實驗室與青海師範大學、河南農業大學進行合作,採取模擬實驗,探究了凍土活動層土壤在長期晝夜凍融交替過程中N2O通量對土壤含水量和融化溫度耦合結果的響應。

全球氣候變化正深刻改變青藏高原凍土區土壤凍融格局,進而驅動這類系統土壤氮轉化加速,新增N2O等溫室氣體排放潜力及氮素氣態損失風險。針對青藏高原溫度和降水協同變化下凍融過程中凍土區活動層土壤N2O排放機理不清的問題,青海省寒區恢復生態學重點實驗室與青海師範大學、河南農業大學進行合作,採取模擬實驗,探究了凍土活動層土壤在長期晝夜凍融交替過程中N2O通量對土壤含水量和融化溫度耦合結果的響應。

結果表明,土壤水分主導凍融過程中活動層土壤N2O通量格局,且脈衝式釋放特徵主要發生在中等含水量土壤中,且低溫融化條件下相比高溫融化更有利於形成大量無氧和有氧或介於二者之間的豐富微域,通過刺激硝化和反硝作用,進而促進凍融過程中土壤有效氮釋放和N2O排放。另外,儘管凍融迴圈次數對N2O通量影響集中體現在凍融前期,且依賴土壤濕度,但本研究發現,長期的凍融交替相比短期更能刺激活動層土壤中有機質釋有效養分釋放,延長凍融過程中N2O高水准排放時間,新增乾燥土壤和水分飽和兩類含水量極端條件下的累積排放量。研究結果對預測氣候變化過程中,暖濕化或暖幹化的情形下,不同生態類型凍土區活動層土壤非生長季內氮轉化和溫室氣體排放具有一定的科學價值。

圖1不同處理下N2O累積排放規律:(A)W15T5,(B)W15T10,(C)W15T20,(D)W30T5,(E)W30T10,(F)W30T20,(G)W45T5,(H)W45T10,(I)W45T20。切線的斜率代表累積發射的强度。

圖2短期凍融迴圈中N2O通量對土壤濕度和溫度的響應模型橫軸表示土壤濕度,由左向右遞增。下圖橫坐標為不同土壤含水量下的土壤環境,其中黑色線條為植物根系,灰色不規則幾何形狀為土壤團聚體,白色空隙為土壤空隙,藍色部分為土壤游離水。植被景觀照片從左至右依次為高寒草原、高寒草甸、高寒濕地。

該研究結果於2021年6月18日以Soil moisture but not warming dominates nitrous oxide emissions during freeze-thaw cycles in a Qinghai-Tibetan Plateau alpine meadow with discontinuous permafrost為題線上發表於Frontiers in Ecology and Evolution上。青海師範大學陳哲副教授為第一作者,青海省寒區恢復生態學重點實驗室周華坤研究員和青海師範大學王文穎教授為通訊作者。

該研究得到了青海省自然基金(2018-ZJ-935Q),三江源國家公園聯合基金(LHZX-2020-08)、教育部春暉項目(陳哲,2018)和青藏高原第二次綜合科學考察項目(2019QZKK0302)的資助。

論文連結:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fevo.2021.676027/full。

本文版權歸原作者所有,文章內容不代表平臺觀點或立場。如有關於文章內容、版權或其他問題請與我方聯系,我方將在核實情况後對相關內容做删除或保留處理!

本文標題: 青海省寒區恢復生態學重點實驗室揭示了凍土活動層土壤氧化亞氮排放對凍融過程中水熱耦合的響應規律
永久網址: https://www.laoziliao.net/doc/1656059647717661
相关資料
南農大丨動物科技學院毛勝勇教授團隊聯合構建反芻動物胃腸道微生物組基因和基因組集
近日,南京農業大學動物科技學院毛勝勇教授團隊聯合吉林農業大學動物科學技術學院李志鵬教授團隊、西北工業大學生態與環境學院邱强教授團隊以及中科院亞熱帶農業生態研究所王敏研究員團隊,完成了反芻動物胃腸道微生物組基因和基因組集的構建。為闡明反芻動物
標籤: 基因組 微生物 動物 科學 聯合基因 科普
南農大丨植物保護學院張正光教授團隊揭示稻瘟病菌胞內信號轉導調控致病力的新機制
另外,本院鄭小波教授、張海峰教授、劉木星副研究員與美國路易士安娜州立大學的PingWang教授參與了該研究。該團隊近年來在國家與省部級項目的資助下,致力於對稻瘟病菌致病機制的研究。
標籤: 稻瘟病 水稻 科普 調控
西北研究院,|,第三極凍土有機碳儲量估算取得新進展
在全球變暖背景下,凍土發生大範圍退化,導致其封存的大量有機碳被微生物分解釋放,進一步加劇氣候變暖。以青藏高原為覈心的第三極是全球氣候變暖最强烈的地區之一,其凍土中儲存的有機碳可能成為氣候變暖環境下的潜在碳源,之前已有第三極凍土有機碳儲量估算
標籤: 第三極 土壤有機碳 科學
分子植物卓越中心趙楊研究組合作報導基於Ca2+螢光探針Aequorin的正向遺傳篩選系統
這兩種方法均採用基於Aequorin的Ca2+螢光監測。Ca2+訊號在動植物細胞感知刺激後暫態產生,稱之為Ca2+訊號響應,是現時少數可用於遺傳篩選的早期細胞刺激訊號響應之一。然而,基於Aequorin的Ca2+螢光監測有靈敏度過低的缺點,
標籤: 植物 趙楊 科學 螢光探針 科普