近日,河北大学万师强教授领导的全球变化生态学实验室以" Nighttime warming reshapes thermal regimes in freshwater wetlands: cascading effects on carbon dynamics "为题,在中科院一区TOP(Journal of Plant Ecology)期刊上发表重要研究成果,揭示全球变化情景下淡水湿地垂直水平温度变化及其主要调控机制。
图1. 不同因素与淡水湿地不同层次温度的相关关系及调控作用。
图2. 淡水湿地不同层次温度与碳排放的相关关系。
内陆湿地仅占地表面积的6%,但对全球碳(C)循环至关重要。淡水湿地生态系统是典型水陆交错带,其垂直水平上不同界面微气候对全球变化的响应会极大影响湿地碳循环过程。一方面,水温的波动不仅影响沉水植物的生产力,还会改变水体理化性质,例如CO2和O2的溶解度,从而调控水生植物的光合和呼吸过程。另一方面,沉积物温度变化会显著影响产甲烷和甲烷氧化等微生物的代谢速率,介导沉积物-水界面的CH4排放。因此,深入理解全球变化情景下淡水湿地微气候的响应规律可优化湿地碳汇评估与预测模型。
通过建立在河北雄安白洋淀湿地野外科学观测研究站内的大型野外控制实验,万师强教授团队揭示了全球变化情景下雄安新区白洋淀湿地不同层次(浅水、深水和沉积物)温度变化及其调控机制。夜间增温显著提升浅水、深水及沉积物温度,且底泥升温具有显著滞后性。相比之下,氮添加对浅水、深水及底泥温度总体没有影响。太阳辐射、水体浊度及植被盖度等是调控淡水湿地不同垂直水平温度变化的主要因子。本研究提供了关于气候变暖背景下淡水湿地不同垂直水平温度变化的经验证据。研究结果强调了将淡水湿地不同层次(浅水、深水和沉积物)温度数据整合到湿地碳循环对全球变化响应预测中的必要性。
河北大学全球变化生态学实验室2021级本科生王超为论文第一作者,万师强教授为通讯作者。论文共同作者包括河北大学全球变化生态学实验室冯佳胤研究员、宋健教授及茹靖益副研究员等。该项研究获河北省自然科学基金(C2022201042),白洋淀流域生态保护与京津冀可持续发展协同创新中心,河北省教育厅科技项目(QN2023028),河北大学高层次人才科研资助项目(521000981405和521000981186)和中国大学生创新训练项目(S202310075047, S202410075044)等项目资助。
论文信息:
Wang, C., J. Feng, J. Song, H. Wang, J. Zhang, J. Ru, Y. Lyu, W. Ma, Z. Yang, M. Yan, X. Qiu, S. Wan*. 2025. Nighttime warming reshapes thermal regimes in freshwater wetlands: cascading effects on carbon dynamics. Journal of Plant Ecology (In press).