複旦大學(xué)聶明團隊揭示土壤微生物産甲烷作用應對(duì)氣候變暖的補償性反應

引言：

CH₄的百年增溫潛勢爲CO₂的28倍,因此預計它將(jiāng)在未來的氣候變化中發(fā)揮重要作用。土壤厭氧産CH₄通量是全球CH₄排放的重要組成(chéng)部分。短期實驗表明，土壤微生物産CH₄對(duì)溫度有強烈的正依賴性。利用這(zhè)一信息進(jìn)行的CH₄循環模拟表明随著(zhe)全球氣溫的升高，土壤厭氧産CH₄速率可能(néng)急劇增加，從而引發(fā)積極的氣候變化-CH₄排放反饋。

但是，這(zhè)種(zhǒng)氣候變化- CH₄反饋的強度尚不确定，主要是因爲微生物呼吸對(duì)長(cháng)期溫度變化的響應可能(néng)不同于其瞬時(shí)響應。越來越多的證據表明，在森林和草地等有氧土壤中，微生物群落的補償反應可以顯著降低溫度變化對(duì)土壤CO₂呼吸速率的影響。土壤微生物呼吸速率對(duì)溫度變化的響應可能(néng)是由馴化(個體的生理響應)、适應(物種(zhǒng)内部的遺傳變異)和/或物種(zhǒng)更替(群落物種(zhǒng)組成(chéng)的變化)引起(qǐ)。將(jiāng)這(zhè)種(zhǒng)補償反應納入模型可以改善對(duì)全球土壤碳流失率的預測。因此，考慮到溫度對(duì)生物代謝的基本影響，我們可以合理地得出這(zhè)樣(yàng)的結論:有氧土壤(就(jiù)産生CO₂而言)和厭氧土壤(就(jiù)産生CH₄而言)的補償熱響應可能(néng)是相似的。然而，直到現在，還(hái)沒(méi)有嘗試去檢驗微生物産甲烷是否對(duì)溫度變化表現出補償性反應。

爲了研究厭氧土壤微生物産甲烷對(duì)溫度變化的補償響應，聶明團隊在大興安嶺(GKR)的4個試驗點、長(cháng)江三角洲的4個試驗點和青藏高原(TP)采集了濕地土壤樣(yàng)品。因爲土壤中産CH₄群落和物理化性質存在差異，所以選取了GKR、TP地區土壤樣(yàng)品。在這(zhè)些差異土壤中，産CH₄菌對(duì)溫度變化的熱響應可能(néng)存在很大差異，利用這(zhè)些土壤樣(yàng)品可以得到令人信服地微生物CH₄呼吸對(duì)溫度變化的補償響應及其潛在機制。