泥炭地碳累积在全球碳库和气候变化动态方面发挥着至关重要的作用，然而，积累的泥炭存在着持续分解这一自生过程（autogenic processes），理解泥炭地碳累积如何响应气候变化具有一定的挑战性。研究基于阿穆尔河流域的一个约1500年记录的泥炭沉积柱芯，对沉积物中的植物大化石进行分析，识别泥炭地发展的状态变化，尤其是富营养（fen）到贫营养（bog）的转变。应用不同的泥炭发展概念模型来分别模拟富营养（fen）和贫营养（bog）的自生过程，计算表观碳累积速率（aCAR）相对模型模拟的自生过程碳累积速率的偏差（图1），表示去除了自生过程影响的碳累积速率（Non-autogenic Carbon Accumulation Rate, NCAR）。

图1 表观碳累积速率、模型模拟碳累积速率与去除了自生过程碳累积速率

在此基础上，分析了泥炭地碳累积对温度和水文变化的响应。研究表明，在不同的泥炭地发展阶段，碳累积对温度和水文变化的响应不同。富营养（fen）阶段（图2），当泥炭地水含量较高时，温度的升高对植物凋落物分解的促进作用超过对植物净初级生产力（NPP）的促进，出现较低的NCAR；当水含量不再是抑制因素时，温度的上升对植物NPP的促进超过植物凋落物分解的促进，出现高NCAR。贫营养（bog）阶段（图3），水文条件的变化不再影响到NCAR的变化，但观察到NCAR与温度之间存在正相关关系。这项研究通过考虑泥炭地自生过程的影响，增强了我们对温度、湿度和泥炭地碳累积之间联系的理解，促进了我们对泥炭地碳累积在全球碳库和气候变化中角色的认识。

图2 富营养（fen）阶段的去除自生过程碳累积速率与气候环境因子

图3 贫营养（bog）阶段的去除自生过程碳累积速率与气候环境因子

研究得到国家自然科学基金、浙江师范大学流域地表过程与生态安全重点实验室开放基金的资助。

原文链接如下：

https://doi.org/10.1016/j.catena.2023.107717