中國科學(xué)院西北高原生物研究所賀金生課題組于9月9日在《全球變化生物學(xué)》（Global Change Biology）在線發(fā)表了題為Molecular mechanisms of water table lowering and nitrogen deposition in affecting greenhouse gas emissions from a Tibetan alpine wetland 的研究論文，報(bào)道了高寒濕地溫室氣體（CO2、CH4和N2O）排放對(duì)水位降低和氮沉降的響應(yīng)，并探討了溫室氣體排放變化背后的微生物學(xué)機(jī)制。
青藏高原高寒濕地是三江之源，亞洲的水塔。近年來高原經(jīng)歷的快速氣候變化和日益增多的人為活動(dòng)，導(dǎo)致了濕地水位的下降和氮沉降的增加，而這些變化可能極大地影響高寒濕地溫室氣體的排放。以前的相關(guān)研究多集中在高寒濕地溫室氣體排放的時(shí)空異質(zhì)性，或局限于單種溫室氣體對(duì)環(huán)境變化（水位降低或氮沉降）的響應(yīng)分析上，目前還沒有研究探討全球變化對(duì)高寒濕地三種溫室氣體綜合溫暖效應(yīng)的影響這一重要科學(xué)命題。
為了解決這一問題，賀金生課題組在海北高寒草地生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測(cè)研究站利用中宇宙(Mesocosm)實(shí)驗(yàn)并結(jié)合宏基因組學(xué)方法（GeoChip 5.0），首次探討了全球變化背景下高寒濕地三種溫室氣體排放的變化及其背后的分子生物學(xué)機(jī)制。
通過三年的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，水位降低導(dǎo)致CH4排放降低，但對(duì)生態(tài)系統(tǒng)凈CO2交換量和N2O通量無顯著影響；氮沉降增加了生態(tài)系統(tǒng)凈CO2吸收和N2O排放，但對(duì)CH4排放沒有顯著影響；綜合三種溫室氣體來看，水位降低和氮沉降均降低了高寒濕地溫室氣體排放的全球變暖潛勢(shì)(global warming potential, GWP)。宏基因組學(xué)分析進(jìn)一步表明，水位降低處理下，CH4產(chǎn)生潛勢(shì)的降低而不是CH4氧化潛勢(shì)的增加，是導(dǎo)致凈CH4排放減少的原因；硝化潛勢(shì)的降低和反硝化潛勢(shì)的增加，共同影響了N2O通量的變化。該研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了微生物機(jī)制在調(diào)控生態(tài)系統(tǒng)尺度上溫室氣體對(duì)環(huán)境變化響應(yīng)方面的重要性。
該研究得到了中科院“百人計(jì)劃”項(xiàng)目、科技部氣候變化專項(xiàng)（“973”項(xiàng)目）、國家自然科學(xué)基金的資助。
另外，賀金生課題組近年來在高寒濕地溫室氣體方面的研究工作還發(fā)表在JGR-Biogeosciences和Environmental Pollution 等期刊上。
相關(guān)論文：
1. 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.
2. 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.
3. 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)實(shí)驗(yàn)的原狀土柱挖掘(a, b, c)和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)布置(d)
水位降低(a)和氮沉降(b)對(duì)全球變暖潛勢(shì)(GWP)的影響
