中国北西部アルタイ山脈南斜面の植生遷移系列における有機炭素安定性と温室効果ガス排出の季節動態の解析

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides empirical data on freeze-thaw effects on soil carbon fractions and GHG fluxes, useful for refining carbon cycle models in mountain ecosystems.

🏛政策担当者:Informs land management and carbon accounting strategies in arid mountain regions, relevant for national greenhouse gas inventories.

季節的な凍結融解プロセスは、中高緯度の山岳生態系における土壌炭素循環を調節する重要な撹乱であるが、植生タイプ間での炭素画分の変換と温室効果ガス排出の背後にあるメカニズムは依然として不明である。本研究では、アルタイ山脈南斜面の標高400〜1500 mの傾斜に沿って、5つの代表的な植生タイプを調査した。融解期と融解期に、表層土壌の有機炭素画分（粒子状有機炭素（POC）、鉱物結合性有機炭素（MAOC）、溶存有機炭素（DOC）を含む）、細胞外酵素活性、CO2およびCH4フラックスを測定し、凍結融解による炭素安定性の植生タイプ別パターンを特徴づけた。結果は以下の通りである：(1) 融解期には、低標高の砂漠地帯、河畔林、氾濫原草地でPOCの損失が顕著であり、後者の2つの植生タイプでは損失が90%を超えた。高標高の針広混交林では、融解期にMAOCが増加した。(2) CBHやAGを含む炭素獲得酵素と、窒素獲得酵素LAPの活性は融解期に概ね低下したが、リン獲得酵素ALPの活性は一部の植生タイプで増加した。この酵素活性の変化は、単位鉱化有機炭素あたりのCO2放出を部分的に制約した可能性があるが、融解期における炭素排出の全体的な増加を逆転させるものではなかった。(3) 凍結期の炭素動態は、低温条件下でのDOCプール内における鉱化由来炭素の溶存形態での一時的な保持によって主に特徴づけられ、その後、融解期には、水熱条件と細胞外酵素活性によって共同で調節される炭素排出へと移行した。本研究は、凍結融解プロセス中の代表的な植生生息地間で炭素応答に顕著な差異があることを示した。これらの差異は、植生組成、標高、水熱条件、土壌特性によって共同で影響を受ける可能性があり、低標高での炭素損失と高標高での炭素画分の再編成という標高パターンを明らかにした。これらの知見は、乾燥山岳地域における炭素収支評価には、優占植生タイプの分布に基づく層別特定と分類評価を組み込むべきであることを示唆している。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Seasonal freeze–thaw processes are important disturbances regulating soil carbon cycling in mid- to high-latitude mountain ecosystems, yet the mechanisms underlying carbon-fraction transformation and greenhouse gas emissions across vegetation types remain unclear. Here, we investigated five typical vegetation types along a 400–1500 m elevational gradient on the southern slope of the Altai Mountains. We measured topsoil organic carbon fractions, including particulate organic carbon (POC), mineral-associated organic carbon (MAOC), and dissolved organic carbon (DOC), extracellular enzyme activities, and CO2 and CH4 fluxes during the defrosting and melting periods to characterize vegetation-specific patterns of freeze–thaw-driven carbon stability. The results showed the following: (1) During the melting period, POC loss was significant in the low-elevation desert zone, riparian arbor forest, and floodplain meadow, with losses exceeding 90% in the latter two vegetation types. MAOC in the high-elevation mixed coniferous–broadleaf forest increased during the melting period. (2) The activities of carbon-acquiring enzymes, including CBH and AG, and the nitrogen-acquiring enzyme LAP generally decreased during the melting period, whereas the activity of the phosphorus-acquiring enzyme ALP increased in some vegetation types. This enzymatic shift may have partly constrained CO2 release per unit of mineralized organic carbon, but it did not reverse the overall increase in carbon emissions during the melting period. (3) Carbon dynamics during the defrosting period were mainly characterized by the temporary retention of mineralization-derived carbon in dissolved forms within the DOC pool under low-temperature conditions, followed by a shift during the melting period toward carbon emissions jointly regulated by hydrothermal conditions and extracellular enzyme activities. This study showed pronounced differences in carbon responses among typical vegetation habitats during freeze–thaw processes. These differences may be jointly influenced by vegetation composition, elevation, hydrothermal conditions, and soil properties, revealing an elevational pattern of carbon loss at low elevations and carbon-fraction reorganization at high elevations. These findings suggest that carbon-balance assessments in arid mountain regions should incorporate stratified identification and classified evaluation based on the distribution of dominant vegetation types.

• crossref https://doi.org/10.3390/f17080902first seen 2026-08-04 05:58:42 · last seen 2026-08-15 05:53:24