不同生境土壤甲烷收支及甲烷菌种群结构对温度的响应

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:YANCONG1103
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为了研究我国不同地区的甲烷收支情况及其对温度的响应,本文选取了我国典型冻土和东部农耕区土壤进行了常温(25℃)、不同温度下(5℃、15℃、25℃、35℃)土壤氧化高浓度甲烷和主要产甲烷土壤水稻土和沼泽土厌氧产甲烷的模拟实验研究。并对不同温度下氧化高浓度甲烷和产甲烷土壤样品分别进行了 PLFA和GDGTs分子有机地球化学分析,以探究土壤甲烷收支机制。土壤常温下氧化高浓度甲烷结果显示,65%的农耕区土壤具有氧化高浓度甲烷的能力,而冻土样品中有明显的氧化高浓度甲烷的能力的只占29%。不同地区土壤样品,其对甲烷的氧化能力不同。不同温度下土壤氧化高浓度甲烷的结果表明,青海高山草原土在4个温度下均没有氧化高浓度甲烷趋势。黑龙江针叶林土(DZS1)、吉林暗棕壤(HYB09)、河北潮土(HYC01)、安徽水稻土(HYE19)、江西水稻土(HYF01)的最适氧化甲烷温度分别为25℃、25-35℃,35℃、25-35℃、35℃。土壤在4个温度下的对甲烷的最大氧化能力高低的顺序为:江西水稻土>河北潮土>安徽水稻土>吉林暗棕壤>黑龙江针叶林土。分析不同温度下土壤的PLFA结果显示,表层土壤不同温度下均以Type Ⅰ型甲烷氧化菌为优势菌,随着温度的升高,青海高山草原土甲烷氧化菌群落结构变化不明显,黑龙江针叶林土、江西和安徽水稻土 Type Ⅰ型甲烷氧化菌浓度下降,Type Ⅱ型甲烷氧化菌浓度上升,其余土壤则反之。由此可以看出,随着温度的升高,黑龙江针叶林土、江西和安徽水稻土土壤中Type Ⅱ型甲烷氧化菌所占的比例逐渐升高,这将影响土壤的甲烷循环。土壤不同温度下厌氧产甲烷的结果显示,土壤甲烷产量大体上与温度呈正比,水稻土和沼泽土分别在35℃和25℃下产甲烷能力最强。土壤最大产甲烷能力大小顺序为:黑龙江泥炭沼泽土(DZZ1)>江西水稻土(JXSDT)>青海草甸沼泽土(XZTTH01)>安徽水稻土(AHSDT)>黑龙江水田黑土(SH2)>黑龙江湿地沼泽土(ZZT)。不同温度土壤GDGTs分析结果显示,产甲烷菌的丰度与土壤甲烷产量呈正比。产甲烷菌的丰度随温度升高有增加的趋势。由此推断,随温度升高,土壤中产甲烷菌丰度的增加,引起了土壤甲烷产量的增加。
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