研究人员已经发现了一种减缓泥炭腐烂的双重机制,并可能有助于减少旱季泥炭沼泽二氧化碳排放。许多科学家担心干旱的增加和全球变暖将把地球泥炭沼泽从碳汇变为碳源,而这一发现可降低这种转变风险。
杜克大学的科学家们发现了一个以前未知的减缓泥炭腐烂的双重机制,可能有助于减少旱季二氧化碳排放。
在北卡罗莱纳州海岸5000多年的沼泽里发现了自然发生的机制。初步试验表明它可能发生,或是可以输出到其他地区的沼泽中。
当杜克大学的科学家把从南方泥炭沼泽提取出来的泥炭放到加拿大的泥炭沼泽中,发现它们速度分解也放慢了。
泥炭沼泽是覆盖地球陆地仅3%的湿地,但储存着地球三分之一的土壤碳。剩余未扰动的储存碳仍然在有机土壤中保持着千年锁闭状态。这是由于天然抗菌的酚类物质阻止浸水的泥炭腐烂。然尔,如果泥炭干了,许多科学家推测泥炭沼泽将从储存碳变为将它泵出。
杜克大学的湿地中心主任兼杜克大学尼古拉斯环境学院资源生态学教授 Richardson认为:公认的科学范式是长时间的干旱,加上全球气候变暖,农业和林业泥炭沼泽增加排水,降低水位,可能导致泥炭沼泽干涸、腐烂并释放大量二氧化碳到大气中。他们的研究发现泥炭沼泽适度的长期干旱对排放二氧化碳的影响要比预期小。原因在于埋于泥炭沼泽中的土壤本身。
通过比较北卡罗莱纳州泥炭沼泽和加拿大北方泥炭地的土壤化学性质,Richardson和他的团队发现两者之间显著的和先前未确认的差异。
杜克湿地中心的研究科学家王洪君表明:南方森林泥炭地有长达5000年的历史,有更复杂植物来源的化合物,使其通过调节机制,积聚酚类物质,以适应干旱,有助于延缓分解。
在北方泥炭沼泽土壤中没有大量发现的这种自然适应,通过减少分解,短期干旱期促进酚氧化酶的活性来直接保护储存的碳。该一机制还通过刺激沼泽植物覆盖变化应对适度的长期干旱,从而间接保护存储碳。随着水位下降,含有低浓度的酚类物质的植物,如苔藓、蕨类植物和莎草,被高含迟滞分解合物的树木和灌木取代。这一双重机制有助于泥炭抵抗分解,适应气候变化。
研究者相信高酚灌木可以自然扩展到北方泥炭地或被引进到水位下降地带,这为科学家们提供了希望,也许能够减少大量碳释放风险。
后续杜克大学的研究专家们还需要确定具体迟滞分解合物机制的芳香成分或酚类物质,植物产生并含有数千种化合物,所以这需要时间。研究中新的发现,将会为我们管理世界各地数百万英亩的泥炭地碳储存和碳损失提供新方法。