自然生态系统的碳捕获与碳封存是可以部分抵消人为排放CO2、减缓温室效应的重要途径，是其重要生态功能之一。多年冻土区泥炭沼泽占冻土面积近20%并储存冻土生态系统近50%的土壤碳以及全球陆地土壤碳库近10%。近年来，增温等环境要素变化加速冻土融化并严重威胁其碳库稳定性。
2019年，联合国环境规划署提出冻土区泥炭沼泽碳汇功能丧失已成为全球即将面对的五个新兴环境问题之一。大兴安岭北部泥炭沼泽位于全球高纬度多年冻土区南缘，极易受到气候变化等扰动因素的影响，其碳库稳定性也将成为其应对环境变化的关键要素。
为深入了解环境要素变化对多年冻土区泥炭沼泽碳库稳定性影响，研究人员利用FTIR红外光谱过对大兴安岭北部多年冻土区泥炭沼泽不同优势植被群落下表层土壤及沉积柱芯中有机质化学结构进行对比分析。研究发现，速效钾、速效磷等营养元素是影响表层土壤有机质化学结构的关键因素，并与其芳香族化合物和有机碳的含量呈现正相关关系、多糖类化合物含量呈现负相关关系（图1）。
由于泥炭沼泽不同类型优势植被下表层土壤的营养元素含量并无显著差异，泥炭沼泽优势植被的改变仅引起表层土壤有机质的腐殖化度和芳香族化合物含量发生显著变化，而多糖类化合物和有机碳含量并无显著变化，其潜在原因有可能为优势植被由草本植物转变为灌丛植物时通常伴随着水位的下降，并增加了表层泥炭土壤的分解程度，使更多化学性质相对稳定的芳香族化合物保存在表层泥炭土壤中。
图1. 多年冻土区泥炭沼泽不同植被群落下表层泥炭土壤有机质化学结构与营养元素关系冗余分析。
过去千年以来，局部降水和火扰动的差异有可能是引起泥炭沼泽碳库稳定性产生变化的主要因素（图2）。特别是在距今250-200年, 高强度的火扰动促使更多草本的生长并导致这一时期累积的植物凋落物中含有较高含量的多糖类化合物，并导致劲涛（JT）泥炭沼泽在这一时期累积了更多的多糖类化合物和较低的芳香族化合物，并高于宏图（HT）泥炭沼泽。而在其他时期， HT泥炭沼泽碳库中多糖类化合物明显高于JT泥炭沼泽，而芳香族化合物在两个泥炭柱芯中相近，并推测降水差异是导致HT泥炭沼泽土壤碳库稳定性略低于JT泥炭沼泽。
图2. 过去千年尺度大兴安岭北部多年冻土区泥炭沼泽碳库稳定性及其潜在影响因素变化趋势。
相关研究成果于近期发表在国际期刊Biogeochemistry和Catena上，由湿地生态工程学科组丛金鑫特别研究助理与湿地演化与生态功能学科组高传宇副研究员和王国平研究员等共同完成。相关研究受国家自然科学基金（42101108, 42171103），中国科学院青年创新促进会（2020235），“一带一路”国际科学组织联盟专题联盟（ANSO-PA-2020-14）、东北地理所青年科学家小组（2022QNXZ01）等项目共同资助。
论文信息及链接如下：
论文信息如下:
Cong, J., Gao, C., Ji, S., Li, X., Han, D., &Wang, G. (2023). Changes in organic matter properties and carbon chemical stability in surface soils associated with changing vegetation communities in permafrost peatlands. Biogeochemistry. DOI: 10.1007/s10533-023-01028-9
原文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s10533-023-01028-9
Cong, J., Gao, C., Xing, W., Han, D., Li, Y., & Wang, G. (2022). Historical chemical stability of carbon pool in permafrost peatlands in northern Great Khingan Mountains (China) during the last millennium, and its paleoenvironmental implications. CATENA, 209, 105853.
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0341816221007116
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