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中國科學院植物所揭示土壤碳激發效應的關鍵調控因素

2019-11-13  來源:中國科學院網站  閱讀次數: 
 

  土壤是陸地生態系統最大的碳庫,其大小取決于植物碳輸入和微生物碳輸出之間的動態平衡。作為植物-微生物相互作用的關鍵環節,土壤碳激發效應是指植物碳輸入導致土壤有機碳分解加速或減慢的現象,在一定程度上決定著土壤碳庫的周轉速率。因此,闡明土壤碳激發效應的大尺度格局及其調控因素,有助于認識土壤碳庫對氣候變化的響應,進而對準確評估陸地生態系統碳循環與氣候變暖之間的反饋關系具有重要意義。然而,以往的土壤碳激發效應研究主要關注植被、土壤與微生物屬性等傳統因素的影響,尚不清楚土壤碳穩定性機制(化學難降解性和物理化學保護)的作用。

  中國科學院植物研究所楊元合研究組以青藏高原高寒草地為研究對象,基于2200 km的野外樣帶調查,結合室內13C同位素標記實驗、地球化學分析、模型反演等多種手段,揭示了土壤碳激發效應的空間變異及其驅動因素。結果發現,土壤有機質的化學難降解性和物理化學保護是導致高寒草地土壤碳激發效應空間變異的關鍵因素,其作用超過了傳統的植被、土壤和微生物屬性。進一步的研究發現,土壤碳激發效應隨土壤難分解碳組分的增加而增強,但隨土壤團聚體和礦物保護作用的增加而減弱。該研究強調了土壤碳穩定性機制對土壤碳激發效應的調控作用,相關結果為模型預測全球變化背景下土壤碳庫的動態變化提供了啟示。

  該研究成果于11月8日在線發表于國際學術期刊《自然-通訊》(Nature Communications)。楊元合研究組副研究員陳蕾伊和已畢業碩士研究生劉莉為論文共同第一作者,楊元合為通訊作者。北京大學研究員朱彪、哥廷根大學教授Yakov Kuzyakov和上海海洋大學教授許云平也參與了部分工作。該研究得到國家重點研發計劃、第二次青藏高原綜合科學考察、國家自然科學基金項目等的資助。

中國科學院植物所揭示土壤碳激發效應的關鍵調控因素

土壤碳激發效應受化學難降解性和物理化學保護調控

 

 

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