红树林湿地土壤N2O排放特征及其微生物作用机制

Mangrove forests also is the typical ecology system with carbon sinks (vegetation) and greenhouse gas emission sources (soil). The system has an important impact on global climate change. As the main driver of elemental geochemical cycles in wetlands, microorganisms play a major role in the emission of greenhouse gases. Therefore, in this project, the soils near the estuary and far estuary of the Qing Langang Mangrove Nature Reserve in Hainan Island were selected as the research object, and the seasonal emission characteristics of soil nitrous oxide fluxes were analyzed in combination with the static box method. And we carried out try to study the different microbial processes to the contribution of nitrous oxide emission with microcosm incubation experiment by using stable isotope labeling. At the same time, Illumina hiseq and Q-PCR are used to analyze the composition, abundance and diversity of different microbial communities, by which we try to explore the relationship between nitrous oxide emissions and microbes. This research will provide a scientific basis for further evaluation of mangrove ecosystem services and for rational management of mangrove forests, and provide theoretical basis for predicting the impact of mangrove wetland on global climate change.

红树林兼具碳汇（植被）与温室气体排放源（土壤）的典型生态系统，对全球气候变化有着重要影响。微生物作为湿地中元素地球化学循环的主要驱动者，对氧化亚氮等温室气体的排放具有重大作用。因此，本项目选择海南岛清澜港红树林自然保护区的近河口和远河口的土壤为研究对象，结合静态箱法，分析土壤氧化亚氮通量时空变化特征；结合室内培养实验，利用稳定同位素标记技术，追踪红树林湿地不同微生物过程对氧化亚氮排放的贡献；通过Illumina高通量测序和定量PCR等分子生物学方法，解析不同微生物群落的组成、多度及多样性，探索氧化亚氮气体排放与微生物之间的关系。为进一步评估红树林生态系统服务、合理管理湿地提供科学依据，为预测红树林湿地对全球气候变化的影响提供理论基础。

红树林兼具碳汇与温室气体排放源的典型生态系统，对全球气候变化有着重要影响。本项目选择海南岛清澜港红树林自然保护区的近河口和远河口区域为研究对象，分析土壤氧化亚氮通量时空变化特征及其与土壤环境因子的关系，解析不同微生物群落的组成、多度及多样性，探索氧化亚氮气体排放与微生物之间的关系。为进一步评估红树林生态系统服务、合理管理湿地提供科学依据，为预测红树林湿地对全球气候变化的影响提供点位数据支持。通过两年的数据分析，结果表明：.(1)本研究区的N2O通量较低，均值±标准误的变化范围为2.72 ± 5.33 μg m-2h-1 ~ 9.04 ± 6.22 μg m-2h-1。CH4通量同样较低，均值变化范围为 4.73 ± 1.01μg m-2h-1 ~ 29.06 ± 11.49 μg m-2h-1。CO2通量均值变化范围为21.45 ± 2.91 mg m-2h-1 ~ 83.91 ± 22.16 mg m-2h-1。.(2)N2O通量在研究区呈现明显的空间分布趋势，在远河口区域，近海样地＞中间样地＞近陆样地，未达显著性差异；近河口区域的近陆样地＞近河样地。CH4通量在近河口区域为近陆样地＞近河样地。CO2通量在各样地间变化显著，远河口区域中间样地显著高于近海样地和近陆样地（P＜0.05），近河口区域，相较于近陆样地，近河样地更低（P＜0.01）。.(3)N2O和CO2温室气体通量与土壤有机碳、全氮、碱解氮和铵态氮有较高的皮尔逊相关系数（P＜0.01），此外，N2O通量还与有效磷有较弱的正相关（P＜0.05）。简单线性归回分析表明N2O通量与CH4和CO2通量之间存在较强相关性，R2分别为0.656和0.480。.(4)代表硝化过程的氨氧化细菌（AOA）和氨氧化古菌（AOB），以及代表反硝化过程的微生物（nirK、nirS）空间分布与N2O通量分布一致。简单线性归回分析表明N2O通量与AOB存在较强相关性（R2=0.746，P＜0.01）。.(5)微生物种类Alpha多样性分析表明远河口区域的近海样地＞中间样地＞近陆样地，近河口区域的近陆样地＞近河样地。微生物种类Beta多样性分析结果与Alpha多样性分析相似。