Nature Geoscience | 全球变暖背景下湿地甲烷和二氧化碳排放量的相对增加取决于土壤碳底物

甲烷(CH 4 ) 和二氧化碳(CO 2 ) 是湿地土壤有机碳分解的主要气体产物，也是全球变暖的主要原因之一。CH4的全球变暖潜能是CO2的至少28倍，故CH4与CO2的相对排放量是探究气候变暖影响湿地温室气体排放的关键因素。全球湿地CH4与CO2排放的温度敏感性是当前气候变化研究中的焦点之一。

为深入理解CH4与CO2排放的温度敏感性，我们建立了全球数据库，并结合大尺度的实验数据展开研究。结果显示全球湿地CH4与CO2排放的温度敏感性差异(EM:C)与土壤碳氮化学计量比显著相关；未来气候变暖情景下，若将土壤有机质(SOM)分解能力考虑在内，全球只有23%的湿地会减少CH4的相对排放(相对CO2)。

与此同时，为验证全球数据库的结果和更进一步理解其潜在过程，我们沿着纬度梯度(19.75°N-47.58°N)收集了39个稻田湿地的土壤样本（图1），以进一步研究影响EM:C和土壤C:N之间关系的潜在机制。结果表明：土壤C:N以及可溶性有机碳与土壤有机碳之比(DOC:SOC)是预测EM:C变化的重要因素；土壤C:N与EM:C呈显著负相关，DOC:SOC与EM:C呈显著正相关；土壤C:N和DOC:SOC显著相关(p<0.001)，且两者都能反映SOM的可分解性。基于此，我们推测SOM可分解性高的土壤EM:C值也高，SOM分解将影响全球湿地的EM:C。综上所述，我们的研究强调了将SOM分解能力纳入湿地碳-气候反馈模型的重要性。

上述成果在线发表在国际学术期刊Nature Geoscience。中国科学院南京土壤研究所胡汗和中国科学院地球环境研究所陈骥研究员为共同第一作者，中国科学院南京土壤研究所梁玉婷研究员为通讯作者。

图1 基于培养实验的CH4:CO2排放比(EM:C)的温度依赖性与土壤有机质(SOM)可分解性的关系。

文章详见：Hu H.#, Chen J.#, Zhou F., Nie M., Hou D., Liu H., Delgado-Baquerizo M., Ni H., Huang W., Zhou J., Song X., Cao X., Sun B., Zhang J., Crowther T. & Liang Y* (2024) Relative increases in CH4 and CO2 emissions from wetlands under global warming dependent on soil carbon substrates. Nature Geoscience.

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41561-023-01164-9