季节变化和海草特性影响亚热带草甸的甲烷通量

IF 5.3 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY Journal of Ecology Pub Date : 2024-09-23 DOI:10.1111/1365-2745.14412

Alexandra L. Bijak, Laura K. Reynolds, Willm Martens-Habbena, Ashley R. Smyth

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摘要

植物性状在种内和种间的变化往往会推动生物地球化学循环。了解物种内和物种间的性状变化在驱动碳循环中的相对作用，对于将现场测量结果放大到全球碳预算至关重要。在海草草甸中，碳和氮的矿化率以及相关的温室气体排放量变化很大，这阻碍了我们可靠预测草甸是否为净碳汇的能力。评估种内和种间性状变异对温室气体通量的影响将提高我们对海草草甸温室气体产生和消耗的局部尺度驱动因素的理解。为了测试植物性状对溶解温室气体通量的影响，我们用完整的活海草植物进行了中观培养。在佛罗里达半岛西海岸的亚热带草甸上，我们比较了以 Halodule wrightii 和 Thalassia testudinum 为主的沉积物在休眠期、生长初期和生长高峰期的黑暗和光照条件下的甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）通量。我们还测量了氧（O2）通量，以便在群落新陈代谢的背景下解释温室气体通量。我们测量了一些海草特征，如地上和地下生物量、叶片和根部面积，并评估了它们以及物种特征对溶解气体通量的影响。我们发现，与新陈代谢相关的非生物因素（即光照和温度）影响着不同季节的温室气体通量。除了光照条件和采样月份外，植株大小（一个综合性状变量）也是黑暗条件下氧气消耗量和甲烷产生量的重要预测因子，并且比单个植株性状更能预测通量。在以 H. wrightii 为主的沉积物中，CH4 产量略高，但物种特征在驱动 CH4 产量方面的重要性低于植物大小。N2O 通量较低，不受植物性状或物种特征的影响。综述：我们的研究结果表明，在海草草甸中，物种内而不是物种间的性状变异对CH4通量方向和大小的驱动作用更大。我们发现了一种权衡，即海草的生物量通常与沉积物碳储存的增强有关，但在我们的研究中，植物的大小促进了CH4的产生，可能抵消了长期储存的益处。

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Journal of Ecology 环境科学-生态学

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期刊介绍： Journal of Ecology publishes original research papers on all aspects of the ecology of plants (including algae), in both aquatic and terrestrial ecosystems. We do not publish papers concerned solely with cultivated plants and agricultural ecosystems. Studies of plant communities, populations or individual species are accepted, as well as studies of the interactions between plants and animals, fungi or bacteria, providing they focus on the ecology of the plants. We aim to bring important work using any ecological approach (including molecular techniques) to a wide international audience and therefore only publish papers with strong and ecological messages that advance our understanding of ecological principles.