永久冻土的退化程度决定了土壤有机物的稳定性

《Molecules》：The Degree of Permafrost Degradation Determines the Stability of Soil Organic Matter

　　

摘要

全球变暖极大地改变了永久冻土带土壤有机质（SOM）的稳定性，然而在不同退化阶段的永久冻土景观中，调控SOM稳定性的内在机制仍不清楚。本研究利用来自大兴安岭地区连续和孤立永久冻土带的0-50厘米深度的土壤样本，在5°C和15°C的恒定温度下进行实验室培养实验。结果表明，孤立区域永久冻土中的有机质具有更高的生物可利用性和分解性，且表层土壤的碳矿化过程对温度更为敏感（Q₁₀ = 4.24）。经过89天的培养后，富含矿物质的深层土壤的碳矿化速率仅为富含有机物质的表层土壤的一半。此外，随着Fe/Al氧化物与有机碳的比例增加，SOM对温度的敏感性显著降低。总体而言，永久冻土中有机质的稳定性由有机质本身的分子特性和矿物的保护作用共同调节；这种保护作用可以显著延缓永久冻土地区泥炭地从碳汇向碳源转变的过程。