Journal of Plant Ecology ›› 2026, Vol. 19 ›› Issue (3): 1-.DOI: 10.1093/jpe/rtaf201
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Fei Diao1,2, Tian Qian1,2, Wenjuan Qiu1,2, Ailifeire Anwaier1,2, Baohua Guan1,2, Xiaolong Huang1, Peng Xing1, Qinglong Wu1, Yaling Su1*, Kuanyi Li1,2*
1Key Laboratory of Lake and Watershed Science for Water Security, Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Science, Nanjing 211135, China, 2University of Chinese Academy of Science, Beijing 100049, China
*Corresponding authors. E-mails: ylsu@niglas.ac.cn(Y.S.); kyli@niglas.ac.cn(K.L.)
摘要: 沉水植物在湖泊生态系统碳循环中发挥着重要作用。然而,不同生长型的沉水植物 (底栖型与冠层型) 对CO2和CH4排放的影响尚不清楚,从而限制了以减排为目标的湖泊生态系统修复。本研究在自然温度和光照条件下,开展了一项为期1年的室外中宇宙实验,量化了4种广泛分布的沉水植物,即底栖型的密刺苦草(Vallisneria denseserrulata)以及冠层型金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)和轮叶黑藻(Hydrilla verticillata),群落水平温室气体通量。进一步地,分析了月尺度温室气体扩散通量与水体理化参数、植物生物量、浮游动物、浮游植物以及产甲烷菌和甲烷氧化菌功能基因(mcrA和pmoA)的关联。研究发现,与底栖型植物相比,冠层型植物降低年均CO2通量(5–13 mol m−2 yr−1),其中轮叶黑藻和穗花狐尾藻群落表现为净碳汇(CO2当量为负值),而密刺苦草和金鱼藻仍表现为碳源。进一步分析发现,冠层型植物具有更高的生物量,能够更有效地吸收营养物质,并通过光合作用固定更多CO2。然而,CH4的释放则受到植物生物量及其相关的氧化还原条件的调控。综上所述,冠层型沉水植物在缓解碳排放方面更具优势,该发现为确定气候友好型湖泊修复的植物组合提供重要启示。