東北地理所在泥炭地環(huán)境中鐵結(jié)合態(tài)有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定性研究方面取得進(jìn)展
泥炭地是碳密度最高的陸地生態(tài)系統(tǒng)。溶解性有機(jī)質(zhì)（DOM）對(duì)泥炭地的碳通量十分關(guān)鍵，而鐵氧化物與DOM的相互作用對(duì)其穩(wěn)定性至關(guān)重要。盡管厭氧條件下異化鐵還原可能會(huì)抵消礦物結(jié)合對(duì)DOM的保護(hù)作用，但DOM作為養(yǎng)分來(lái)源的潛力還尚不清楚。
東北地理所土壤與環(huán)境演化學(xué)科組研究人員采集了兩種典型的泥炭樣本（礦養(yǎng)型和雨養(yǎng)型），通過(guò)將水鐵礦結(jié)合的DOM的復(fù)合物（Fh-DOM）與微生物進(jìn)行微宇宙培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。研究結(jié)果顯示，在有氧條件下，鐵氧化物可以穩(wěn)定DOM，而在厭氧條件下，鐵還原使得Fh-DOM更容易被微生物分解。Fh-DOM的碳礦化是通過(guò)鐵還原誘導(dǎo)微生物對(duì)Fh-DOM中養(yǎng)分的挖掘。Fh-DOM的添加在厭氧條件下導(dǎo)致更高的細(xì)菌多樣性和生長(zhǎng)。同時(shí)，在厭氧條件下，Fh-DOM的添加顯著增加了甲烷代謝、纖維素分解、木聚糖分解、木質(zhì)素分解和芳香族代謝等功能。由于Fh-DOM在厭氧條件下提供養(yǎng)分，這些養(yǎng)分促進(jìn)了微生物的生長(zhǎng)和多樣性，并增強(qiáng)了細(xì)菌群落的穩(wěn)定性。
本研究揭示了鐵還原對(duì)鐵結(jié)合態(tài)有機(jī)質(zhì)的雙重作用機(jī)制，提出了鐵結(jié)合態(tài)有機(jī)質(zhì)作為養(yǎng)分來(lái)源的新觀點(diǎn)。以上在實(shí)際應(yīng)用中為厭氧環(huán)境中的碳管理、水質(zhì)改善和生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)提供了重要的科學(xué)依據(jù)。
相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊《Water Research》上，由東北地理所楊亮博士、姜明研究員（共同通訊）、于子成研究員（共同通訊），鄒元春研究員、賈仲君研究員、秦雷副研究員、浙江大學(xué)羅煜教授共同完成。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(42230516,42201119,42330509,42494820)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2023YFF0807201）、和吉林省科技發(fā)展(YDZJ202301ZYTS214)項(xiàng)目共同資助。
圖1有氧和厭氧條件下微生物對(duì)Fh-DOM中碳和鐵的影響
圖2 Fh-DOM對(duì)微生物特征和碳礦化的影響
圖3 Fh-DOM對(duì)微生物特性和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵傩缘挠绊?/span>
論文信息如下：Yang,L.,Zou,Y.,Jia,Z.,Luo,Y.,Qin,L.,Jiang,M. & Yu,Z. (2025). Iron reduction promotes carbon mineralization and nutrient release of iron-associated organic matter in anoxic environments. Water Research,284,124032. https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.124032.
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