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泥炭土壤中有机质的电子接收能力对其厌氧矿化过程的影响及其意义

4、生态与可持续发展 > 专题2：生物地球化学循环与全球变化

丛金鑫1 高传宇1 Klaus-Holger Knorr2 王国平1
1 中国科学院东北地理与农业生态研究所，中国科学院湿地生态与环境重点实验室，吉林长春， 130102
2 ILÖK, Ecohydrology and Biogeochemistry Group, University of Münster, 明斯特, 德国
联系人: 高传宇; E-mail: gaochuanyu@iga.ac.cn

由于泥炭沼泽长期被地表水覆盖且处于厌氧环境，因此泥炭有机质的厌氧矿化过程是泥炭有机质分解的重要环节之一，同时其厌氧矿化过程中产生的甲烷也是导致全球气候变暖的主要原因之一。为更加深入的了解泥炭有机质的厌氧矿化过程中电子传输过程的机制，并更好的评估未来增温环境下泥炭沼泽甲烷排放量增加的机理。本次研究选择位于德国的典型北方泥炭沼泽中不同分解程度的泥炭土作为研究对象，通过厌氧培养以及电化学分析深入了解泥炭有机质的厌氧矿化过程中的电子受体来源。研究结果发现泥炭土壤有机质中接收的电子总量可以解释26-56%的非甲烷化产生的CO2，显著高于无机离子所接收的电子总量；同时研究结果证实了有机质是泥炭土壤中最为重要的电子受体。通过对有机质电子接受能力的评估，将传统研究中利用无机电子受体对甲烷排放过程的指示意义扩展为利用电子守恒精确计算甲烷排放过程中的电子传输过程。通过温度控制实验发现，在增温环境中，由于有机质中的电子受体迅速消耗，导致抑制甲烷排放过程的时间缩短，是导致泥炭沼泽中甲烷排放对温度的敏感性远远高于二氧化碳的最为主要的原因。