2023年04月27日
针对这一现状，中国科学院南京地理与湖泊研究所丁士明研究员团队选择了中国常见的沉水植物苦草（Vallisneria natans），获取了Vallisneria natans根际的铁、碳和铁细菌微生物群落组成，以及O2、CO2和碳相关酶活性的高时空分辨率分布特征，明确了沉水植物根际铁膜“锈汇”效应，讨论沉水植物根际铁与碳的耦合关系。主要研究结果如下：
图1 Vallisneria natans根际CO2、O2、葡糖苷酶与木聚糖酶的分布特征
图2 根际铁膜铁碳组成与微生物组成
微生物驱动的铁氧化过程不仅提高了有机质的稳定性，并且产生了能够为异化铁还原过程提供理想的底物无定形铁。尽管根尖区O2浓度相对较低，但丰富的铁氧化菌也能促进铁氧化过程。因此，在根系泌氧和铁细菌的推动下，根系铁的循环是活跃的，并不断矿化有机质产生CO2。该研究通过平面光极技术直观地说明，沉水植物的铁膜是有机质矿化的热点，根尖区作为沉水植物根部最活跃的区域，是一个高效的碳矿化引擎，而非“锈汇”，这一研究成果对于准确评价沉积物碳库以及研究湖泊碳循环具有重要意义。
图3 植物根际驱动的铁氧化-碳固定与铁还原-碳矿化过程示意图
论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.estlett.3c00065
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