气候变化下维管植物对大气碳同化和泥炭碳分解的调控作用

气候变化可以通过促进维管植物的生长来改变泥炭地植物群落的组成。然而,这种植被变化如何影响泥炭地碳动态仍然不清楚。为了评估植被变化对碳吸收和释放的影响,我们在两处以泥炭藓为主的泥炭地上进行了维管植物去除实验,这两处泥炭地代表了沿气候梯度下自然植被演替的不同阶段。对净生态系统CO_(2)交换量的周期性测量表明,维管植物在确保净碳吸收潜力方面发挥着关键作用,尤其是在气候变暖的情况下。然而,维管植物的存在也增强了生态系统呼吸量,通过利用呼吸作用产生的CO_(2)中放射性碳(bomb-^(14)C)特征的季节变化,我们证明根际激发效应增强了泥炭碳的异养分解。观察到的泥炭碳分解的根际激发效应与溶解有机物的更高度腐殖化相匹配,在植物的生长季之后仍然很明显。我们的研究结果强调了根际激发效应在泥炭地中的相关性,特别是在评估与气候变化相关的植被群落组成发生变化的泥炭地未来碳汇功能时。

高有效氮可降低泥炭藓泥炭中的多酚含量

泥炭藓是雨养泥炭沼泽中的优势植物和主要造炭植物。多酚类化合物通常被视为是一种植物防御性化合物的次生代谢产物。泥炭藓含有独特的多酚,可抑制微生物活性,减缓泥炭残体分解。在自然生态系统中生物活性氮不断增加的背景下,泥炭藓残体成为检测大气氮沉降对泥炭残体多酚含量潜在影响的理想基质。本研究选择长期大气氮沉降梯度上的11处欧洲雨养泥炭地,测试了泥炭藓泥炭样本的总氮含量和可溶性多酚浓度。试验结果表明,由于外源性有效氮的增加,导致泥炭藓残体中氮浓度持续增长,残体中多酚含量降低。这种负相关关系与有关泥炭藓中多酚与蛋白质生物合成争夺相同前体的报道相一致。由于有效氮的抑制分解作用,导致多酚含量下降,加快泥炭残体的分解,因此长期氮富集所导致的泥炭藓残体化学特征变化将对全球碳平衡产生重要影响。