北方泥炭地泥炭土矿化速率、温度敏感性及其影响因素研究

北方泥炭地是全球重要的碳汇,也是全球变暖最为敏感的区域之一.然而,由于泥炭地表层和亚表层泥炭土碳排放过程对全球变暖的响应过程及机制仍存在一定争议,目前对全球变暖背景下泥炭地碳排放的认识仍存在一定不足.本研究于2019年8月在大兴安岭满归泥炭地采集表层(0～10 cm)和亚表层(15～30 cm)泥炭土进行室内增温模拟有氧培养,测定其矿化速率、有机质性质和水解酶活性.结果表明,表层泥炭土矿化速率在5、15、25℃下培养时((142.8±66.9)～(545.3±30.6)、(575.0±62.1)～(1843.0±547.4)、(888.4±123.9)～(3646.7±167.9)μg·g-1·d-1)均高于亚表层((113.0±41.5)～(367.1±64.1)、(357.4±52.3)～(1122.1±218.8)、(697.1±38.1)～(2336.4±150.6)μg·g-1·d-1),但表层和亚表层矿化作用的温度敏感性不具有显著差异;培养过程中,表层与亚表层泥炭土β-1,4-N-乙酰葡糖胺糖苷酶(NAG)活性存在显著差异,但β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)和酸性磷酸酶(AP)活性相似;表层和亚表层泥炭土总有机碳(TOC)、总氮(TN)、碳氮比(C/N)及纤维素含量均存在显著差异.在具体有机质组成方面,亚表层泥炭土中芳香族的惰性有机质含量较多,而表层泥炭土中多糖类的活性有机质含量较高,且芳香族化合物与泥炭土矿化速率呈显著负相关.综上,本研究认为全球变暖对表层和亚表层泥炭土矿化作用的影响没有显著性差异,常见的NAG、BG和AP酶并不是引起亚表层泥炭土矿化速率较慢的原因,而亚表层泥炭土中含有更多的惰性有机质可能是导致亚表层泥炭土矿化速率较低的主要因素.