微生物酶活性驱动泥炭地冻融循环中CO2与CH4排放机制研究

来自中国东北的研究团队针对气候变化背景下长白山泥炭地冻融循环(FTCs)对碳循环的影响机制展开研究。通过实验室模拟不同振幅(-5°C至5°C/-10°C至10°C)的FTCs，发现土壤CO2排放量显著降低(表层降幅超63%)，甲烷(CH4)氧化速率与FTC振幅呈负相关。研究首次揭示氧化酶活性是CO2排放的主要驱动力，水解酶调控CH4氧化，微生物脂肪酸通过调节酶活性影响碳通量，为冻融期泥炭地温室气体排放的微生物调控机制提供新见解。

　　

气候变化正加剧长白山泥炭地的冻融循环(FTCs)，进而影响土壤生物地球化学过程和碳循环。通过实验室模拟控制实验发现：经历15次小振幅(-5°C至5°C)和大振幅(-10°C至10°C)FTCs后，表层土壤的二氧化碳(CO₂)排放速率较恒温对照组分别下降63.8%和64.2%，深层土壤降幅分别为27.5%和50.9%。研究表明氧化酶活性与CO₂排放呈负相关，且是主要驱动因子。甲烷(CH₄)在FTCs过程中被氧化，其氧化速率与振幅呈反比——小振幅条件下的氧化能力更强。水解酶活性与CH₄氧化速率负相关，成为甲烷氧化的核心调控因子。微生物磷脂脂肪酸(PLFAs)通过调节酶活性进一步影响碳排放。该研究系统揭示了土壤酶、有机碳组分与微生物群落对碳排放的交互作用，凸显了土壤酶在碳循环过程中的核心地位，为理解冻融期泥炭地温室气体排放的微生物机制提供了新视角。