复旦大学聂明团队揭示土壤微生物产甲烷作用应对气候变暖的补偿性反应

引言：

CH₄的百年增温潜势为CO₂的28倍,因此预计它将在未来的气候变化中发挥重要作用。土壤厌氧产CH₄通量是全球CH₄排放的重要组成部分。短期实验表明，土壤微生物产CH₄对温度有强烈的正依赖性。利用这一信息进行的CH₄循环模拟表明随着全球气温的升高，土壤厌氧产CH₄速率可能急剧增加，从而引发积极的气候变化-CH₄排放反馈。

但是，这种气候变化- CH₄反馈的强度尚不确定，主要是因为微生物呼吸对长期温度变化的响应可能不同于其瞬时响应。越来越多的证据表明，在森林和草地等有氧土壤中，微生物群落的补偿反应可以显著降低温度变化对土壤CO₂呼吸速率的影响。土壤微生物呼吸速率对温度变化的响应可能是由驯化(个体的生理响应)、适应(物种内部的遗传变异)和/或物种更替(群落物种组成的变化)引起。将这种补偿反应纳入模型可以改善对全球土壤碳流失率的预测。因此，考虑到温度对生物代谢的基本影响，我们可以合理地得出这样的结论:有氧土壤(就产生CO₂而言)和厌氧土壤(就产生CH₄而言)的补偿热响应可能是相似的。然而，直到现在，还没有尝试去检验微生物产甲烷是否对温度变化表现出补偿性反应。

为了研究厌氧土壤微生物产甲烷对温度变化的补偿响应，聂明团队在大兴安岭(GKR)的4个试验点、长江三角洲的4个试验点和青藏高原(TP)采集了湿地土壤样品。因为土壤中产CH₄群落和物理化性质存在差异，所以选取了GKR、TP地区土壤样品。在这些差异土壤中，产CH₄菌对温度变化的热响应可能存在很大差异，利用这些土壤样品可以得到令人信服地微生物CH₄呼吸对温度变化的补偿响应及其潜在机制。