黄河口湿地土壤有机质组分有机碳矿化及其温度响应：解锁碳 - 气候反馈的关键密码

为探究河口湿地土壤有机质（SOM）组分矿化 - 温度响应及主要影响因素，研究人员对黄河口 3 种典型湿地土壤进行研究。发现不同土壤类型和 SOM 组分的碳矿化（Cmin）和温度敏感性（Q10）差异显著，该研究对预测河口湿地碳 - 气候反馈意义重大。

　　在地球的生态系统中，土壤有机碳就像一个神秘的 “碳库”，静静地守护着地球上的碳元素。可别小瞧了这个 “碳库”，它的微小波动，都可能像蝴蝶扇动翅膀一样，引发全球气候变化的 “风暴”。随着全球气候变暖的加剧，气温不断攀升，土壤有机碳也开始变得 “活跃” 起来，它会以二氧化碳（CO₂）等温室气体的形式，悄悄从土壤中 “溜” 到大气中，进一步影响着全球气候。

河口湿地作为陆地和海洋生态系统之间的重要 “桥梁”，不仅有着极高的生产力和碳埋藏率，是重要的 “蓝色碳” 生态系统，在缓解气候变化方面发挥着关键作用；但同时，它也是全球温室气体的潜在来源。在这样的背景下，研究河口湿地土壤有机碳矿化的温度响应，就显得尤为重要。然而，目前科学家们对于河口湿地中不同土壤有机质（SOM）组分的矿化 - 温度响应情况，以及背后的主要影响因素，还知之甚少。

为了揭开这些神秘的面纱，来自国内的研究人员开展了一项针对黄河口湿地的研究。他们将目光聚焦在黄河口的 3 种典型湿地土壤上，分别是淡水湿地土壤（FW）、盐沼湿地土壤（SW）和稻田土壤（PF）。研究人员从这些土壤中获取了两种 SOM 组分，即颗粒有机 matter（POM，53 - 2000μm，主要由植物残体和菌丝等轻质有机物组成，易被微生物分解）和矿物结合有机 matter（MAOM，<53μm，由小分子有机物与土壤矿物表面通过物理或化学吸附结合而成，生物利用度低，周转时间长） 。通过研究这两种组分的碳矿化（C_min，微生物将有机物分解为无机碳，部分以 CO₂形式排放到大气的过程）和温度敏感性（Q₁₀，用于评估碳 - 气候反馈中土壤有机碳矿化潜力，计算方式为升温时 CO₂生成速率的增加倍数），并分析土壤性质、铁氧化物和底物质量等因素的影响，试图找出河口湿地 SOM 组分矿化 - 温度响应的规律。

研究人员采用了多种技术方法。首先是土壤样品采集技术，在黄河口三角洲国家自然保护区选取具有代表性的采样点，采集不同类型的湿地土壤样本。接着运用物理分离技术，依据土壤颗粒大小，将土壤分离为 POM 和 MAOM 组分。然后利用室内培养技术，在一定条件下培养土壤样本，测定不同时间段的碳矿化量，以此来研究碳矿化过程；通过设置不同温度条件，计算出相应的 Q₁₀值，探究温度敏感性。

研究结果如下：

• 土壤类型和组分对碳矿化和温度敏感性的影响：在 70 天的培养期内，不同土壤类型和组分的 C_min和 Q₁₀差异显著。FW 和 PF 土壤的 C_min和 Q₁₀平均值分别在 40.1 - 431.0μg C?g^?1和 1.04 - 2.51 之间，且高于 SW 土壤。从 SOM 组分来看，POM 的 C_min和 Q₁₀高于 MAOM。这表明不同湿地土壤和 SOM 组分在碳矿化和对温度的响应上存在明显差异。
• 影响因素分析：底物质量（SOM 组分中的有机碳）、铁氧化物（Fe_o和 Fe_d）以及土壤性质（pH 和电导率（EC））都对碳矿化和温度响应有显著影响。具体来说，pH 和 EC 对 C_min和 Q₁₀有负面影响，而铁氧化物则有正面影响。不过，SOM 组分质量的影响却相反，POM 对 C_min有正面影响，MAOM 对 Q₁₀有负面影响。在所有影响因素中，POM 对 C_min以及 MAOM 对 Q₁₀的影响占主导地位。

研究结论和讨论部分指出，该研究揭示了黄河口湿地土壤碳矿化及其温度响应会随着土壤类型和组分的不同而变化。明确了不同 SOM 组分在碳矿化和温度响应上的差异，以及各影响因素的作用机制。这一研究成果意义重大，它为预测河口湿地的碳 - 气候反馈提供了关键依据，让我们在面对气候变化时，能够更准确地评估河口湿地生态系统的碳动态变化，从而为制定合理的生态保护和气候应对策略提供有力支持。该研究成果发表在《Applied Soil Ecology》上，为相关领域的研究开辟了新的方向，有望推动全球气候变化和湿地生态系统研究的进一步发展。