湿地是碳密度最高的陆地生态系统，并受到排水的严重威胁。近期研究指出，排水可通过诱导变价金属氧化而促进金属结合有机碳（bound OC）的形成（即‘铁门’封碳机制），从而影响土壤有机碳积累。但是，不同类型湿地中bound OC对排水的响应尚不明确。
中国科学院植物研究所冯晓娟研究组在2020–2022年对我国经历长期（15–55年）人工排水的32个湿地（包括14个泥炭藓湿地和18个非泥炭藓湿地）进行了配对采样调查（自然淹水和人工疏干湿地），并结合文献数据整合分析，探讨了湿地土壤金属-有机碳交互作用对长期排水的响应及其对土壤碳封存的影响。
研究结果表明，在非泥炭藓湿地中，排水通过诱导铁氧化增加了土壤活性铁铝含量，并显著增加了bound OC占土壤有机碳的比例。相比之下，在泥炭藓湿地中，排水引起“铁锈工程师”泥炭藓退化，进而导致活性铁铝和可溶性酚类含量下降，并减少了bound OC占土壤有机碳的比例。此外，排水后土壤有机碳和bound OC含量在大部分泥炭藓湿地剖面中下降，而在大部分非泥炭藓湿地剖面中增加。科研人员通过进一步评估土壤剖面的碳储量发现，在活性金属氧化物增加的非泥炭藓湿地中，bound OC的增加部分补偿了未被矿物保护的颗粒态有机碳的损失。以上结果表明，排水诱导的铁氧化普遍增强了非泥炭藓湿地的金属-有机碳交互作用，但这一机制在泥炭藓湿地中不存在。将该机制纳入模型可以提高对湿地土壤碳动态预测的准确性。
该项研究成果近日在线发表在国际学术期刊National Science Review。植物所博士研究生刘程竹和赵云鹏为论文共同第一作者，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。
文章链接：
https://doi.org/10.1093/nsr/nwae178
（植被与环境变化实验室供稿）
实验设计及调控bound OC占土壤有机碳的比例对排水响应的途径
