芬兰科学家使用便携式光合荧光测量系统GFS-3000等研究了不同植被相关参数对解释泥炭地碳气体通量组分空间变异的有效性，发现在解释泥炭地CO2和CH4气体交换方面，植物功能性状起次要作用。
泥炭地是一个重要的土壤碳库，然而，泥炭地之间和泥炭地内部的碳气体通量组分表现出明显的空间变异。确定对这种变异的控制可能有助于理解泥炭地对全球变化的反应。本研究评估了不同植被相关参数对解释泥炭地碳气体通量组分空间变异的有用性。研究人员假设，空间变异最好用基于性状的指数来解释（类似于其他陆地生态系统），并且土壤物理化学性质（如氮含量或水位）的影响可以通过性状来表现。此外与每个碳气体通量组分相关的空间变异可以通过一组不同的性状来解释。为了实现这一目标，使用了从沼泽化草甸到沼泽地的连续泥炭地时间序列，在相似的气候条件下，用相似的方法记录了所有变量。
观察到所有测量气体通量的空间变异性，CO2通量在站点之间显示出显著的变异性，而站点内的变异性对于CH4通量更为重要。正如预期的那样，结果表明，物理化学条件的影响是通过植被产生的。然而，与基于功能性状的指数相比，功能植物的覆盖被证明在解释气体通量变异性方面更有效。研究结果表明，对于未来的气体通量建模而言，与其试图使用个体性状，不如细化植物功能群，并确保它们基于一组与所研究的生态系统过程相关的植物性状，这可能更有用。这可以通过整理从泥炭地测量的大量性状数据集来实现。
本研究中泥炭藓的CO2气体交换、维管植物的光合能力测量，使用了便携式光合荧光测量系统GFS-3000（Walz，Germany）。
图1 研究地点位于芬兰西海岸的Siikajoki (北纬64°45′，东经24°42′)。年平均降水量为541mm，年平均气温为2.6°C，最暖(15.9°C)和最冷(−5.8°C)月份分别为7月和1月
图2 碳气体通量组分、总光合作用(PG)、生态系统呼吸(RE)和甲烷(CH4)的潜在直接和间接控制概念图
图3 箱线图显示了沿演替样带总光合作用(a)、生态系统呼吸(b)和甲烷通量(c)的季节性累积的变化
图4 箱线图显示了沿演替样带莎草(a)、阔叶杂草(b)、灌木(c)和泥炭藓(d)覆盖层的变化
图5 箱线图显示了沿演替样带香农指数(Shannon index, a)、维管植物群落的功能多样性(b)和泥炭藓群落的功能多样性(c)的变化
图6 维管植物(a)和泥炭藓(b)群落加权平均性状值的主成分分析(PCA)排序。不同研究地点的样图以不同的颜色显示。wt_dif表示样地水位和现场平均水位之间的差值，并用作补充变量。维管植物性状包括：植株高度、比叶面积(SLA)、叶片碳和氮含量以及叶片碳氮比、全光照下的光合作用(Pmax)、呼吸速率(R)、分解速率（干物质损失%）（分解%）、通气组织的存在。泥炭藓性状包括头状花序和密伞花序密度(cap_dens, fasc_dens)、头状花序干重(cap_dw)、头状花序含水量(cap_wc)、头状花序碳和氮含量、碳氮比、全光照下的光合作用(Pmax)、呼吸速率(R)、分解速率(干质量损失%) (分解%)
图7 总光合作用直接和间接控制的结构方程模型示意图
图8 生态系统呼吸直接和间接控制的结构方程模型示意图
图9 甲烷通量直接和间接控制的结构方程模型示意图
这项研究首次将泥炭地CO2和CH4通量的空间变异与相同地点同期测量的大量功能性状联系起来。虽然先前已经发现功能性状可以解释特定泥炭地生态系统类型的性质，但本研究中Siikajoki泥炭地时间序列使我们能够在相同的气候条件、测量年份和测量方法下，对一系列泥炭地类型（从沼泽化草甸到演替后期的贫营养泥炭沼泽）进行概括。我们的采样捕获了泥炭地内和泥炭地之间的空间变异性。所有测得的泥炭地碳气体通量组分中都存在明显的空间变异。CO2通量在站点之间显示出显著的变异性，而站点内的变异性对于CH4通量更为重要。
—— 原文 ——
Laine A M, Korrensalo A, Tuittila E S. Plant functional traits play the second fiddle to plant functional types in explaining peatland CO2 and CH4 gas exchange. ScienceofTheTotalEnvironment,2022,834:155352.
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