热带泥炭地温室气体收支中N2O的关键作用及其气候调控意义

这篇综述通过全球尺度野外研究揭示了热带泥炭地温室气体（GHG）交换机制，指出排水导致CO2净排放主导GHG收支（贡献率最高），而N2O成为第二大贡献因子（88 mg CO2eq m-2 h-1）。研究强调自然湿润状态的泥炭沼泽森林是重要碳汇，提出土壤水分（SWC）和氮有效性是调控CO2、CH4（35 mg CO2eq m-2 h-1）与N2O排放的关键环境驱动因子。

　　

1 引言

热带泥炭地作为碳(C)和氮(N)的重要储库，在自然水饱和状态下可积累有机碳数万年。然而人为排水导致其释放CO₂和N₂O，其中干旱通过缩短植物生长期和提升生态系统呼吸(ER)加速碳损失。研究指出，热带泥炭地的CH₄排放受水文、植被类型和土地利用影响，而N₂O排放峰值出现在中等含水量(50%-60%)的富氮泥炭中。东南亚农业转化区及亚马逊流域是N₂O排放热点，但排放源(NO₃^-或NH₄⁺)与气候因子的关系仍不明确。

2 方法

研究团队在秘鲁、法属圭亚那等12个热带站点采用静态箱法测定CO₂、CH₄和N₂O通量，结合MODIS卫星数据计算总初级生产力(GPP)。通过主成分分析揭示土壤温度(15-29°C)、SWC和pH是影响ER和N₂O排放的关键因子。温室气体交换值按CO₂当量计算，其中CH₄和N₂O的全球增温潜势(GWP)分别取27和273倍。

3 结果与讨论

CO₂主导模式：湿润泥炭(SWC>0.6 m³ m^-3)表现为碳汇，而排水区转为CO₂源。N₂O的突出贡献：中等排水农田排放最高，秘鲁沼泽森林在富NH₄⁺条件下仍释放90 mg CO₂eq m^-2 h^-1，显著高于东南亚湿地森林平均值(31±22 μg N₂O-N m^-2 h^-1)。CH₄的次要角色：排放量仅35 mg CO₂eq m^-2 h^-1，峰值出现在SWC=0.8 m³ m^-3的厌氧环境中，干燥区则呈现吸收。

4 结论

研究强调热带泥炭地管理需统筹CO₂、N₂O和CH₄的综合评估，保护原始沼泽森林对维持碳汇功能至关重要。未来研究应关注土壤-植被-大气连续体中CH₄和N₂O的生成与消耗机制，为全球变化下的泥炭地保育提供科学依据。