泥炭沼泽虽然仅占全球陆地面积的3%，却存储了全球30%的土壤碳，是巨大碳汇。过去的几十年里，约11%的泥炭沼泽被垦殖为农田、草地以及森林。其中，农田垦殖是主要的利用方式，而且大量观测表明农业施肥加剧了有机碳损失，但对其内在机制认识却相对薄弱。为揭示农业施肥对泥炭地有机碳损失的内在机制，东北地理所湿地生态系统管理学科组从土壤酶以及碳输出方面开展相关研究。
　　研究发现，长期施肥显著增加了泥炭地土壤磷含量，磷含量增加显著降低了土壤磷与氮分解酶活性。同时，营养物质变化也显著增加了碳与磷水解酶的比值，表明微生物对碳源需求增加，促进有机碳分解（图1）。此外，研究还发现农业施肥还可以通过地表与地下径流影响其周围天然泥炭地土壤物质循环过程，呼吁应加强垦殖泥炭地施肥管理、发展环境友好型耕作模式。
　　铁作为泥炭沼泽有机碳输出的重要载体，认识铁还原机制对理解泥炭地有机碳输出具有重要意义。通过模拟实验发现，高氮处理（100与400mgkg^-1）显著改变了垦殖泥炭地土壤铁还原菌群落组成、增加铁还原菌丰度，导致铁还原量显著高于低氮处理（0.09-0.2kgFeday^-1ha^-1），而且垦殖泥炭地铁还原量远远高于天然泥炭地（图2）。增加的可溶性铁能够与酚类物质形成相对稳定的可溶性复合物，潜在地促进垦殖泥炭地铁与有机碳持续输出。

图1 施肥对泥炭地土壤酶活与计量的影响

图2 施肥对垦殖与天然泥炭地土壤铁还原速率的影响
　　相关研究成果已发表在《Ecological Indicators》与《Applied Soil Ecology》上。由东北地理所秦雷特别研究助理（第一作者）、姜明研究员（通讯作者）、杨亮博士与刘波博士等共同完成，得到国家自然科学基金（41771120）、中国科学院国际人才项目（201802527016）等共同资助。
　　论文信息如下：
　　Lei Qin, Chris Freeman, Xueying Jia, Zhongsheng Zhang, Bo Liu, Shaoqing Zhang, Ming Jiang^*. Microbial enzyme activity and stoichiometry signal the effects of agricultural intervention on nutrient cycling in peatlands. Ecological Indicators, 2021,122:107242. doi: 10.1016/j.ecolind.2020.107242
　　Lei Qin, Wei Tian, Liang Yang, Chris Freeman, Ming Jiang^*. Nitrogen availability influences microbial reduction of ferrihydrite-organic carbon with substantial implications for exports of iron and carbon from peatlands. Applied Soil Ecology, 2020, 153:103637. doi:10.1016/j.apsoil.2020.103637