東北地理所在沼澤濕地墾殖對土壤有機碳動態和分子多樣性影響方面取得進展
土壤有機質（SOM）的分子多樣性被認為是影響土壤有機碳（SOC）積累的關鍵因素，而在土地利用變化過程中，隨著SOC含量的變化，SOM的分子多樣性也可能會發生變化。然而，自然濕地開墾前后SOM的分子多樣性與SOC之間的相關關系尚不清楚。
為此，本研究選擇了七組自然濕地-開墾濕地進行空間配對采樣。使用熱裂解-氣相色譜-質譜評估了SOM的分子多樣性，并研究了驅動SOM分子多樣性變化的因素（包括微生物群落特征、酶活性、土壤碳礦化速率和土壤環境因素）。
結果表明，分子多樣性（Shannon和Richness）在天然濕地和稻田土壤中均隨著有機碳含量的增加而增加，而土壤碳礦化速率則隨著分子多樣性的增加而降低。這表明，即使在厭氧或者周期性厭氧的環境中，分子多樣性與有機碳之間的正相關關系也沒有脫鉤。因此，SOM的分子多樣性可以作為土壤碳庫可持續性的指標。微生物生物量和酶活性特征是影響土壤碳動態和分子多樣性的重要因素。分子多樣性在濕地墾殖后隨著土壤有機碳的損失而降低。與天然濕地相比，水稻土壤中脂肪族和烷基化合物的相對比例下降，含氮化合物的相對比例增加。此外，盡管水稻土中存在較大比例的難降解碳（酚類和芳香族），但土壤碳礦化率卻在增加，分子多樣性在抑制土壤礦化率方面發揮了積極作用。我們的研究為理解開墾影響下的濕地土壤有機碳動態提供了一個基于分子多樣性的視角。
圖1 天然濕地和水稻田土壤有機質分子多樣性的驅動因素
圖2 土壤有機質分子多樣性與碳礦化速率的關系
圖3 本研究的概念圖。在濕地和水稻田土壤中，分子多樣性隨著土壤有機碳含量的增加而增加。此外，盡管稻田土壤中存在較大比例的難分解碳，但土壤碳礦化速率仍在增加。概念模型揭示了濕地開墾對土壤碳庫可持續管理的潛在風險。
研究成果近期發表在土壤學國際期刊Soil & Tillage Research（中國科學院1區Top期刊）上。濕地生態系統管理學科組博士生尹曉雷為論文第一作者，鄒元春研究員為通訊作者。研究得到國家自然科學基金（42222102、42230516、42171107、W2412051）和吉林省科技廳（20230508089RC）資助。
論文信息：
Xiaolei Yin,Xiaofei Yu,Lei Qin,Ming Jiang,Xianguo Lu,Yuanchun Zou*. Reclamation leads to loss of soil organic carbon and molecular complexity: Evidence from natural to reclaimed wetlands. Soil & Tillage Research,2025,248,106436.
論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.still.2024.106436.
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吉公網安備22017302000214號
