“编者在23年11月17日文献情报中关注到厦门大学环境与生态学院曹文志团队研究发现互花米草入侵后红树林生态系统土壤有机碳的来源和稳定性共同调节着土壤碳库,但来源变化的作用更大,特邀请该团队为本公众号撰写了研究亮点,希望该研究成果能给关注者启发,从中获得灵感,促进天然有机质研究工作的开展。”
导读
互花米草入侵严重影响到红树林生态系统的蓝碳功能。然而,互花米草入侵对红树林生态系统土壤有机碳(SOC)来源和稳定性的影响机制尚未完全阐明。本研究采用稳定同位素和核磁共振波谱(13C NMR)相结合的技术,研究了互花米草入侵对福建省漳江口红树林湿地SOC来源和稳定性的影响,以期为互花米草入侵红树林湿地的蓝碳来源、分解、稳定和固存提供新的视角。本研究的目的是(1) 研究互花米草入侵后SOC库的变化;(2) 基于δ13C、δ15N值和C/N比,分别不同类型土壤中SOC的来源和分解特征;(3) 评估互花米草入侵后SOC库的稳定性;以及(4) 识别影响SOC库的环境因素。
红树林SOC含量为8.25-51.46 g kg-1,分别比互花米草和光滩高21.3%和93.4%。此外,红树林0-30 cm土壤的SOC储存量分别比互花米草和光滩高出26.0%和96.9%。红树林土壤中δ13C和δ15N值最低,而C/N比高于互花米草。贝叶斯稳定同位素混合模型显示,颗粒有机物(POM)是SOC的主要来源,在MF、SA和TF 1m土壤剖面的来源贡献率分别为58.0%±4.8%、72.1±3.3%和56.4%±5.3%。在所有土壤中,当地植被源的贡献随着土壤深度的增加而减少。由于枯枝落叶的影响,在红树林表层土壤中红树植物组织对SOC的贡献最大(40.8%±18.7%)。互花米草和光滩SOC主要来源于外来源,POM贡献率分别为72.1%±3.3%和56.4%±5.3%。
▲图1 SOC不同来源在不同深度(a)和类型(b)土壤中的相对贡献率(来源:ScienceDirect)
Alkyl C (16.3%-41.4%)是所有土壤中的主要官能团,其次是O-alkyl C和aromatic C。Alkyl C丰度在TF最高(36.0%±3.6%),其次为MF (29.7%±4.9%),在SA最低(25.6%±4.7%);O-alkyl C表现出相反的趋势。TF中di-O-alkyl C和carbonyl C丰度显著高于MF或SA (p<0.05),但aromatic C、methoxyl C和 phenolic C丰度在三种土壤中没有显著差异。互花米草土壤中alkyl C、A/O-A和疏水性指数(HI)显著低于红树林和光滩。
▲图2 偏最小二乘路径模型(PLS-PM)显示了各种因素对SOC含量的直接和间接影响(来源:ScienceDirect)
▲图3 互花米草入侵后红树林湿地土壤有机质分布、来源和稳定性的概念模型(来源:ScienceDirect)
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联系作者:
曹文志,南强重点岗位教授,厦门大学环境与生态学院,Email:wzcao@xmu.edu.cn
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本文编辑:张兆媛
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