“高寒生态系统与全球变化”学科组在高寒湿地温室气体排放研究方面取得新进展

发布时间：2016-09-11　

　　贺金生课题组于9月9日在《全球变化生物学》（Global Change Biology）在线发表了题为 Molecular mechanisms of water table lowering and nitrogen deposition in affecting greenhouse gas emissions from a Tibetan alpine wetland 的研究论文（http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.13467/full），报道了高寒湿地温室气体（CO₂、CH₄和N₂O）排放对水位降低和氮沉降的响应，并探讨了温室气体排放变化背后的微生物学机制。

　　青藏高原高寒湿地是三江之源，亚洲的水塔。近年来高原经历的快速气候变化和日益增多的人为活动，导致了湿地水位的下降和氮沉降的增加，而这些变化可能极大地影响高寒湿地温室气体的排放。以前的相关研究多集中在高寒湿地温室气体排放的时空异质性，或局限于单种温室气体对环境变化（水位降低或氮沉降）的响应分析上，目前还没有研究探讨全球变化对高寒湿地三种温室气体综合温暖效应的影响这一重要科学命题。

　　为了解决这一问题，贺金生课题组在海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站利用中宇宙(Mesocosm)实验并结合宏基因组学方法（GeoChip 5.0），首次探讨了全球变化背景下高寒湿地三种温室气体排放的变化及其背后的分子生物学机制。

　　通过三年的实验发现，水位降低导致CH₄排放降低，但对生态系统净CO₂交换量和N₂O通量无显著影响；氮沉降增加了生态系统净CO₂吸收和N₂O排放，但对CH4排放没有显著影响；综合三种温室气体来看，水位降低和氮沉降均降低了高寒湿地温室气体排放的全球变暖潜势(global warming potential, GWP)。宏基因组学分析进一步表明，水位降低处理下，CH₄产生潜势的降低而不是CH4氧化潜势的增加，是导致净CH₄排放减少的原因；硝化潜势的降低和反硝化潜势的增加，共同影响了N₂O通量的变化。该研究结果强调了微生物机制在调控生态系统尺度上温室气体对环境变化响应方面的重要性。

　　该研究得到了科技部气候变化专项（973项目）、国家自然科学基金的资助。

Hao Wang, Lingfei Yu, Zhenhua Zhang, Wei Liu, Litong Chen, Guangmin Cao, Haowei Yue, Jizhong Zhou, Yunfeng Yang, Yanhong Tang, Jin-Sheng He*. Molecular mechanisms of water table lowering and nitrogen deposition in affecting greenhouse gas emissions from a Tibetan alpine wetland. Global Change Biology (2016), doi: 10.1111/gcb.13467.

　　另外，贺金生课题组近年来在高寒湿地温室气体方面的研究工作还发表在 JGR-Biogeosciences 和 Environmental Pollution 等期刊上。

Weimin Song, Hao Wang, Guangshuai Wang, Litong Chen, Zhenong Jin, Qianlai Zhuang, Jin-Sheng He*. Methane emissions from an alpine wetland on the Tibetan Plateau: Neglected but vital contribution of non-growing season. JGR-Biogeosciences (2015), 120: 1475–1490.

Lingfei Yu, Hao Wang, Guangshuai Wang, Weimin Song, Yao Huang, Sheng-Gong Li, Naishen Liang, Yanhong Tang, Jin-Sheng He*. A comparison of methane emission measurements using eddy covariance and manual and automated chamber-based techniques in Tibetan Plateau alpine wetland. Environmental Pollution (2013), 181: 81-90.

中宇宙(Mesocosm)实验的原状土柱挖掘(a, b, c)和实验平台布置(d)