水位埋深和微地貌对金川泥炭土壤微生物活性及甲烷功能基因的影响

泥炭沼泽是长期储存碳最有效的陆地生态系统。水文特征和微地貌可能会通过调控微生物群落和功能影响泥炭地碳储存。本研究以长白山金川泥炭沼泽为研究对象,选取-10、-1、0、4、10、13、14和18 cm八个水位埋深,并在各水位埋深点采集臌囊薹草(Carexs chmidtii)草丘和丘间微地貌的土壤样品,以探究水位埋深和微地貌对土壤微生物量碳氮、酶活性及甲烷功能基因的影响。结果表明:微生物量碳氮受水位埋深影响因土壤层不同而不同,两者在草丘30~45 cm和丘间0~15 cm土壤层呈显著正相关。土壤碳氮循环相关的酶(β-1,4-葡萄糖苷酶和β-1,4-N-乙酰葡糖胺糖苷酶)活性与水位埋深呈显著正相关且受土壤层调控,磷酸酶活性与水位埋深无关。此外,水位埋深与甲烷还原菌丰度(每克干土的mcrA功能基因拷贝数)呈显著负相关,而与甲烷氧化菌丰度(每克干土的pmoA功能基因拷贝数)呈显著正相关,且水位埋深对甲烷还原菌丰度的影响更大。草丘微地貌显著影响微生物量碳,同为15~30 cm土壤层,其含量表现为草丘>丘间;处于相同海拔的草丘15~30 cm和丘间0~15 cm,其含量表现为丘间>草丘。草丘微地貌也显著影响甲烷氧化菌丰度,同为15~30 cm土壤层,甲烷氧化菌丰度表现为草丘>丘间。本研究表明,泥炭地空间异质性对微生物活性具有重要影响,从定点研究到大尺度估算的尺度放大过程中,应对这一现象充分考虑。