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科研区域青藏高原冻土塌陷区
上海专家在冻土碳循环科研中取得要紧发展。据上海海洋大学，该校海洋科学与生态环境学院许云平教授团队与合作者揭示了全世界变暖背景下青藏高原冻土融化后溶解有机碳（DOC）的光降解和生物降解过程及其影响原因。日前，关联成果发布在国际学术期刊《湖沼学和海洋学快报》（Limnology and Oceanography Letters）上。
全世界土壤有机碳储量高达2.4万亿吨，是大气二氧化碳碳储量的2倍多，其中冻土区土壤有机碳储量为1.3万亿吨，占土壤有机碳储量的一半以上。这些巨量的冻土碳能够在环境中保留数千年乃至数万年，是要紧的碳汇。然而随着气候变暖，海量冻土融化，在我国最大的冻土区——青藏高原显现了大面积的冻土塌陷。气候变暖引起冻土微生物活动加剧，分解海量冻土碳，并以二氧化碳和甲烷的形式进入大气，形成为了剧烈的全世界变暖正反馈效应。
冻土融化后，一部分冻土碳还会以溶解态有机质（DOM）形式进入河流和湖泊，影响水域生态系统碳循环。有科研发掘，进入水体的冻土DOM会被快速地分解，亦有科研表示冻土DOM能够沿着河流进行长距离搬运，最后进入海洋。可见，学术界针对环境中冻土DOM的保留、传送和最后归宿尚不清楚。
针对溶解态有机质的环境稳定性，日前学术界有两种重点假说。
一是“分子组分/结构稳定性假说”，认为DOM的环境稳定性重点是由于化合物的分子结构决定的，例如糖类和蛋白类化合物比脂类和木质素化合物更加活泼。
二是“稀释浓度假说”，认为DOM的环境稳定性并不取决于分子化学结构，而是由于分子浓度决定的，即当环境中DOC浓度过低时，微生物寻找DOM消耗的能量大于其利用DOM得到的能量时，没论是活泼分子还是惰性分子均没法被微生物利用。
为评定这两种机制对冻土DOM稳定性的影响，许云平科研团队采集了青藏高原的冻土样本，配置区别浓度梯度的DOM体系，模拟冻土DOM的生物降解和光降解过程，运用傅里叶变换高分辨质谱、紫外-可见光谱、三维荧光光谱以及元素分析办法，评定了DOM的化学结构和浓度对其降解的影响。“科研结果有助于深入理解冻土DOM的分解和长距离传送过程及其影响原因，并帮忙预测气候变暖背景下冻土碳的排放。”许云平说。
研究人员介绍，科研经过生物降解实验发掘，青藏高原冻土DOM的生物降解表现出对特定化学结构的选取性；光降解实验结果显示，在自然阳光照射下，冻土DOM经过15天照射后，溶解有机碳含量快速下降，但未达到平台期，显示光降解还不完全。
实验还经过稀释溶解有机碳浓度来科研浓度对生物降解的影响，结果发掘随着初始溶解有机碳浓度的降低，生物可降解的溶解有机碳比例减少，且降解速率随着初始溶解有机碳浓度的降低而减缓。这些显示溶解有机碳浓度是影响生物降解效率的重要原因。因此呢从冻土区到下游河流乃至海洋，随着冻土DOM浓度的持续被稀释，微生物可能越来越难降解残留下来的冻土碳，这可能亦解释为何冻土碳能够被长距离传送至河口乃至海洋。
研究团队还经过高分辨率质谱数据揭示了微生物在区别溶解有机碳浓度要求下的代谢策略。这项科研为理解冻土DOM的降解机制供给了新的见解，揭示了有机碳的浓度和化学构成对冻土DOM转化的明显影响，尤其是在冻土DOM从源头区域向海洋的长距离传送过程中，浓度和化学构成原因对DOM的降解和转化起着决定性功效。“思虑到冻土巨大的碳储量，以及对气候变化的高度敏锐性，科研针对人们理解冻土区碳动态、预测冻土融化对全世界碳循环的影响以及制定环境管理策略拥有要紧道理。”许云平说。
课题组已毕业博士生王映辉（现为南方科技大学科研助理教授）为论文第1作者，王映辉博士及许云平教授为一起通讯作者，上海海洋大学为论文第1单位。
文丨吴金娇
源自：文报告返回外链论坛：http://www.fok120.com/，查看更加多
责任编辑：网友投稿
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发表于 2024-6-28 08:12:03