Sulfur Constraints on the Carbon Cycle of a Blanket Bog Peatland
Sulfur Constraints on the Carbon Cycle of a Blanket Bog Peatland
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硫对沼泽泥炭地碳循环的限制
DOI：
10.1029/2021jg006435
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
4.9
通讯作者：
Boothroyd I
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Boothroyd I
硫酸盐（SO42−）的还原代表了泥炭土中有机物氧化的另一种终端电子受体。泥炭地的温室气体预算将受到泥炭地利用SO42−作为甲烷生成替代方案的程度的限制。利用大气沉积和河流化学的记录，结合泥炭土、植被、颗粒有机质（POM）和溶解有机质（DOM）的元素分析，本研究估算了英格兰北班宁山脉一个地膜沼泽覆盖的集水区长达23年的硫(S)预算。研究表明：(a)研究期间大气总S沉降从2.4 ~ 0.5 t S/km2/yr显著下降。(b)在1米深的深泥炭中长期积累的硫平均为127千克硫/平方公里/年。(c)总S型河流通量最高为4.5 t S/km2/年，平均为0.7 t S/km2/年。(d)在23年期间，平均每年将0.25吨硫化物/平方公里减少为矿物硫化物或硫化氢；然而，在23年中的8年里，该集水区是该集水区溪流的S的净生产者。在观测到的最大S还原能力下，泥炭地能够净去除71%的大气S沉降。考虑到氧化还原过程中的能量传递效率和泥炭有机质的氧化状态，意味着每还原1mol SO42−，产生1.69 mol co2，平均0.47 t C/km2/yr从甲烷生成中转移。
The reduction of sulfate (SO42−) represents an alternative terminal electron acceptor for the oxidation of organic matter in peat soils. The greenhouse gas budget in peatlands will be constrained by how much a peatland can utilize SO42−reduction as an alternative to methanogenesis. Using records of atmospheric deposition and stream chemistry coupled with elemental analysis of peat soil, vegetation, particulate organic matter (POM) and dissolved organic matter (DOM), this study estimated a 23‐years long sulfur (S) budget for a blanket bog‐covered catchment in the North Pennines, England. The study showed that: (a) Atmospheric deposition of total S significantly declined over the study period from 2.4 to 0.5 t S/km2/yr. (b) Long term accumulation of S into deep peat at 1 m depth averaged 127 kg S/km2/yr. (c) Total S fluvial flux peaked as 4.5 t S/km2/yr with an average of 0.7 t S/km2/yr. (d) On average, over 23 years, 0.25 t S/km2/yr were reduced to either mineral sulphides or hydrogen sulphide; however, in eight out of the 23 years the catchment was a net producer of S to the streams of the catchment. At maximum observed, S reduction capacity the peatland was capable of a net removal of 71% of atmospheric S deposition. Allowing for the efficiency of energy transfer in the redox process and the oxidation state of peat organic matter means that for every mole of SO42−reduced, 1.69 moles of CO2were produced, and an average of 0.47 t C/km2/yr are diverted from methanogenesis.
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