濕地排水以后，碳匯功能會下降嗎？基于對我國典型排水濕地的系統(tǒng)調(diào)查，來自中國科學院植物研究所等單位的科研人員，從植物-微生物交互作用的全新視角出發(fā)，發(fā)現(xiàn)植物功能性狀變化對濕地碳匯功能具有重要的調(diào)控作用，揭示了濕地碳降解關(guān)鍵過程對排水的響應機制。相關(guān)研究成果8月15日在線發(fā)表于《自然·氣候變化》雜志。

　　濕地是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最重要的碳庫之一，雖然其面積僅占陸地面積的百分之三，但卻儲存了全球約三分之一的土壤碳。由于富含有機質(zhì)，濕地經(jīng)常被排水、開墾為農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)用地。然而，排水對濕地碳庫的影響尚不明確。

　　微生物分泌的胞外酶是調(diào)控有機碳降解的關(guān)鍵限速因子，其中一類可以分解芳香類有機質(zhì)的氧化酶（酚氧化酶）在厭氧環(huán)境中活性大為降低，因此被認為是導致濕地有機碳積累的關(guān)鍵，被喻為“酶栓”。經(jīng)典的“酶栓”理論認為，濕地排水會通過增加氧氣供應，提升酚氧化酶活性，導致濕地碳庫“失穩(wěn)”。但也有一些研究發(fā)現(xiàn)，濕地排水不會提升酚氧化酶活性。

　　“濕地胞外酶對排水的不同響應引發(fā)了我們的研究興趣。探究其背后原因和調(diào)控機理，對于深入理解濕地碳動態(tài)及其對氣候變化的反饋具有重要意義?！闭撐耐ㄓ嵶髡?、中國科學院植物研究所研究員馮曉娟說。

　　此次，科研人員對我國30個經(jīng)歷了長期排水的濕地進行了采樣調(diào)查分析。這些濕地包括14個泥炭蘚濕地和16個非泥炭蘚濕地。

　　研究發(fā)現(xiàn)，盡管短期排水通過增加土壤氧氣含量普遍提升了濕地酚氧化酶活性，但是胞外酶活性對長期排水的響應在泥炭蘚和非泥炭蘚濕地中截然不同。在非泥炭蘚濕地中，長期排水通過增加植物次級代謝產(chǎn)物（特別是抑菌酚類）的含量，降低了合成酚氧化酶的微生物豐度，進而導致酚氧化酶活性下降。相反，在泥炭蘚濕地中，排水導致富含抑菌酚類代謝產(chǎn)物的泥炭蘚被草本植物所取代，進而增強了合成酚氧化酶的微生物豐度，提高了土壤酚氧化酶活性，并進一步增強了水解酶活性。

　　“因此，植物-微生物交互作用是調(diào)控濕地胞外酶活性對長期排水響應的關(guān)鍵因素。”馮曉娟說，這項研究解析了胞外酶活性對濕地排水的差異化響應規(guī)律和調(diào)控機制，突破了以氧氣作用為核心的經(jīng)典“酶栓”理論。