Soil extractable organic C and N contents, methanotrophic activity under warming and degradation in a Tibetan alpine meadow

发表时间:05/09/2019

来源:生态与环境科学学院

论文题目:Soil extractable organic C and N contents, methanotrophic activity under warming and degradation in a Tibetan alpine meadow
作者:Xinyun Gu, Xiaoqi Zhou, Xuelei Bu, Mengdi Xue, Lili Jiang, Shiping Wang, Yanbin Hao, Yanfen Wang, Xingliang Xu, Guojie Wang, Sascha M. B. Krause, Simeon J Smaill, Peter W Clinton

 

文章简介:

      青藏高寒草甸是亚欧草原的重要组成部分,然而在过去几十年里,人类活动引起的过度放牧使得高寒草甸生态系统急剧退化,与此同时,据模型预测,高寒草甸生态系统面临的增温幅度将是全球平均值的3倍左右。因此,关于该区域增温、退化及它们相互作用如何影响生态系统功能(如土壤碳(C)、氮(N)储量、土壤甲烷氧化能力),仍有待进一步认识。我们在西藏那曲生态环境观测研究站附近,沿不同退化程度梯度的高寒草甸选择样点开展实验。经过4年增温实验后,我们分析了土壤总碳(TC)、总氮(TN)含量,可溶性有机碳(EOC)、可溶性有机氮(EON)含量,和甲烷氧化菌活性、多度及群落结构。土壤EOC和EON含量通过热水提取测量,而甲烷氧化菌活性则是通过在一系列浓度梯度的甲烷下的室内培养进行测定。我们通过Michaelis-Menten动力学分析方法[最大速率(Vmax)和半饱和常数(Km)]分别量化高寒草甸增温和退化对土壤甲烷氧化菌活性的影响。并结合DNA稳定同位素探针技术(DNA-SIP)来检测自然样地土壤中的活跃甲烷氧化菌群落结构。研究结果表明,增温显著增加了土壤EON含量,而退化显著降低了土壤TC、TN含量和EOC、EON含量。退化显著降低了甲烷氧化菌活性,但增温对其没有显著影响。土壤甲烷氧化菌多度也呈现类似的特征,但增温和退化对甲烷氧化菌活性和多度都没有交互作用。高寒草甸自然样地土壤中活跃甲烷氧化菌群落以Methylosinus (一类II型甲烷氧化菌)为主。总而言之,退化显著降低了高寒草甸土壤可溶性碳、氮含量和土壤甲烷氧化能力,但增温促进了这些生态系统功能,表现出增温对退化的高寒生态系统快速恢复的积极影响。

全文链接地址https://doi.org/10.1016/j.agee.2019.03.020

该论文于2019年6月发表在SCI 一 区刊物Agriculture, Ecosystems & Environment (影响因子:4.354)上。

我学院顾辛韵为第一作者,周小奇为通讯作者。