不同地理来源的泥炭地植物残体在同一环境中的分解速率一直缺乏比较研究.该研究沿纬度梯度,选择大九湖、哈泥和满归3处泥炭地,以三地的10种植物为分解材料,使用分解袋包装,埋藏于长白山哈泥泥炭地,开展为期1年的分解实验,研究地理来源及生物化学属性对泥炭地植物残体分解的影响.结果表明,如不考虑物种差异,从总体上看,随着纬度增加,3处泥炭地植物残体的初始氮(N)含量下降,初始木质素含量、碳氮比(C/N)和木质素/N上升.经一年分解后残体分解速率因植物类群不同而不同,桦木属(Betula)和薹草属(Carex)植物残体的干质量损失率均接近50％,远大于泥炭藓属(Sphagnum)植物(约为10％).3处来源地植物残体干质量损失率总体上无差异,但比较同种植物残体发现,来自中纬度泥炭地哈泥的中位泥炭藓(S.magellanicum)的干质量损失率(19％)远高于来自高纬度泥炭地满归的(9％).制约残体分解的因素因植物类群不同而不同,残体初始总酚/N是决定属间残体干质量损失率差异的重要指标.薹草属植物初始N含量和C/N与残体分解速率、泥炭藓属植物初始Klason木质素含量和总酚/N与残体分解速率均呈正相关关系.该研究一定程度上表明,若以纬度降低指代气候变暖,当前持续的气候变暖可能通过改变高纬度泥炭地的植物组成和植物的生物化学属性,来改变植物残体分解速率,进而影响泥炭地的碳汇功能.

多年冻土区泥炭沼泽土壤孔隙水甲烷关联微生物及底物的研究有助于深入理解气候变化背景下寒区湿地生态系统甲烷循环过程.选取大兴安岭连续多年冻土区柴桦-泥炭藓和狭叶杜香-泥炭藓两种典型植被群落泥炭沼泽,设置开顶箱(Open Top Chamber,OTC)增温实验.于生长季(6月、7月、8月和9月)采集土壤孔隙水样品,对比分析OTC内外土壤孔隙水中产甲烷菌数量、甲烷氧化菌数量及溶解性有机碳(Dissolved Organic Carbon,DOC)浓度的动态变化特征,并探究土壤孔隙水甲烷关联微生物与DOC浓度的关系.结果表明:增温提高了生长季大兴安岭多年冻土区土壤孔隙水中产甲烷菌数量和DOC浓度,而对甲烷氧化菌数量的影响因月份而异.生长季柴桦-泥炭藓和狭叶杜香-泥炭藓泥炭沼泽土壤孔隙水中产甲烷菌数量的平均增加幅度分别为54.52％和44.97％,DOC浓度的平均增加幅度分别为34.16％和28.33％.增温使得生长季柴桦-泥炭藓和狭叶杜香-泥炭藓泥炭沼泽土壤孔隙水中甲烷氧化菌平均数量分别降低了46.20％和31.42％.一元线性回归分析结果表明,土壤孔隙水中DOC浓度可分别解释柴桦-泥炭藓和狭叶杜香-泥炭藓泥炭沼泽土壤孔隙水中产甲烷菌数量变化的29.00％和24.10％(P＜0.01),而对两种植被群落下土壤孔隙水中甲烷氧化菌数量的影响并不显著(P＞0.05).

为明确不同水位控制下农田土壤因子与泥炭藓产量之间的关系,解析影响泥炭藓产量的主要土壤因子,以贵州省龙里县水苔村种植年限相同的泥炭藓为研究对象,分析不同水位条件下泥炭藓生理生态指标与土壤因子的特征,并结合冗余分析,讨论水位和土壤因子的交互作用对泥炭藓生理生态指标的影响.结果表明:水苔村种植泥炭藓有1科1属5种,其中泥炭藓原亚种(Sphagnum palustre L.ssp.palustre)为优势种.泥炭藓生理生态指标均随水位升高逐渐上升,表明高水位有利于泥炭藓生长;土壤含水量(SWC,Soil Water Content)和孔隙度(STP,Soil Porosity)随水位升高逐渐增大,表明水位升高有助于增强土壤透水、透气及蓄水保墒能力;总氮(TN,Total Nitrogen)、总磷(TP,Total Phosphorus)、总钾(TK,Total Potassium)、有效磷(AP,Available Phosphorus)随水位升高逐渐降低,表明水位升高加速氮磷钾等营养元素淋失;脲酶(URE,Urease)和过氧化氢酶(CAT,Catalase)随水位升高逐渐增大,表明土壤水分含量有助于提高土壤酶活性.相关性分析结果表明:土壤因子TN、TP、TK、AP与S.palustre生理生态指标呈显著负相关,推测氮磷钾等营养元素可能抑制泥炭藓生长;其余土壤因子与S.palustre生理生态指标呈显著正相关,其中水位(Wat,Water Level)、URE、SWC呈极显著正相关,表明Wat、URE、SWC可能有助于泥炭藓生长.结论:增加泥炭藓产量,一方面需确保土壤为酸性环境且营养贫瘠,另一方面需提高厢沟水位至0cm—5cm,增大土壤孔隙度及松弛度.

全球气候变暖是人类面临最严峻的环境挑战.有效控制碳排放,充分发挥生态系统的固碳能力是实现碳中和目标的重要手段.作为碳封存能力最强的一种湿地类型,泥炭地是加快实现碳中和目标的关键陆地生态系统.作为泥炭地"有效的生态系统工程师",泥炭藓(Sphagnum)在泥炭地的碳汇功能、过滤淡水及保护土地免受洪水侵袭等方面具有极其重要的作用.100多年来,泥炭藓广泛应用于医药保健、污染监测和废水处理等领域,尤其是作为一类最值得信赖的土壤介质和保湿材料一直被广泛用于园艺产业.在全球气候变暖和"双碳"目标的大背景下,泥炭藓已经成为生命科学和生态学研究的热点.该文主要从泥炭藓的形态、物种多样性和起源、生境与分布、繁殖和保护、培养与种植、环境指示和监测、用途和应用,以及碳封存、储水和酸化能力等方面进行综述,旨在为泥炭藓研究、泥炭地的保护和恢复以及泥炭藓开发利用和产业发展提供借鉴与参考.