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这篇综述系统阐述了泥炭藓(Sphagnum)作为陆地最大碳(C)库的关键物种，在干旱胁迫下的生理生态响应机制及其对泥炭地水文功能的调控作用。文章整合了从细胞到群落尺度的最新证据，涵盖光合作用、碳循环(C cycling)、甲烷(CH4)通量等生化过程，揭示了水分阈值(WTD)对泥炭藓恢复力的决定性影响，为气候变化背景下泥炭地修复提供了理论依据。
引言
泥炭地储存着超过任何陆地生态系统的碳(C)，其碳汇功能对缓解气候变化至关重要。泥炭藓(Sphagnum)作为350余种苔藓植物的代表属，通过独特的生态工程能力（如酸化环境、抑制微生物活性）维持着泥炭地功能。随着干旱频率和强度的增加，理解泥炭藓的干旱响应机制成为维持泥炭地功能的关键。
群落特征与干旱下的生态水文学
泥炭藓通过无根无气孔的形态适应水分调控：
- 细胞结构：绿色光合细胞与透明储水细胞交替排列，通过孔隙实现水分纵向传导
- 分支分化：下垂分支实现毛细吸水，侧展分支拦截降水形成水文网络
- 生态位分化：丘状种（如S. fuscum）通过高密度枝条（>300% vs 草坪种）在干旱中保持4倍长的水分滞留
干旱缓解策略呈现三维度：
- 逃避：通过孢子长期休眠（>10年仍可萌发）
- 规避：丘状种维持高组织含水量（>10 g·g-1干重）
- 耐受：ABA信号通路激活与"干旱记忆"现象（Kokkonen et al., 2024）
碳循环与生物化学响应
光合作用阈值效应：
- 最适含水量呈生态型差异：丘状种11 g·g-1（S. fuscum）vs 草坪种14 g·g-1（S. balticum）
- 水分低于阈值时，光合速率呈断崖式下降（Murray et al., 1989）
生长-呼吸悖论：
- 干旱促使非结构性碳水化合物(NSCs)积累（Chen et al., 2024）
- 复水后呼吸爆发现象：可能源于细胞修复耗能或微生物代谢裂解产物
甲烷动态重构：
- 泥炭藓共生甲烷氧化菌可消耗90%产CH4（Kolb & Horn, 2012）
- 干旱使CH4吸收量增加400%（Tucker et al., 2022），但复水后出现排放峰值
水文与恢复启示
生态系统级联效应：
- 持续干旱导致维管植物替代（Jassey et al., 2018），改变碳汇功能
- 野火风险：泥炭藓组织需降至80%含水量才可点燃（Santana & Marrs, 2014）
恢复策略创新：
- 混合物种移植（苔藓层转移技术）建立率达99%（Caporn et al., 2017）
- 微地形重建可增强抗旱力（Loisel & Gallego-Sala, 2022）
未来方向
亟待解决：
- 南半球物种抗旱机制研究空白
- 复水生理的长期追踪（当前仅50%研究涉及复水）
- 性状可塑性vs种群变异的相对贡献
- 模型整合：提升泥炭藓水文过程在Earth System Models中的表征
