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                亞高山森林土壤固碳對磷添加的響應機制研究獲進展

                發布時間:2022/4/25 10:57:34編輯:Ma Liang
                已有1283人關注


                  全球1米深土壤有機碳儲量約為1500 Pg,是陸地生態系統最大的碳庫,其微小變化會引起大氣CO2濃度的顯著改變,在陸地碳循環中發揮重要作用。闡明土壤有機碳累積過程與穩定機制對于準確預測陸地碳循環與氣候變化之間的反饋關系至關重要。磷是限制植物生長和陸地生態系統生產力的主要元素之一,對維持生態系統結構和功能起著關鍵作用。工業革命以來,人為活動導致的磷輸入和大氣磷沉降增加了生態系統的磷可利用性,改變陸地生態系統初級生產力、土壤微生物群落組成和活性以及有機質分解和固存等,進而對生態系統碳循環關鍵環節之一的土壤碳循環和儲存產生較大影響。因此,在磷增加的背景下,土壤有機碳含量、組成和穩定性的改變或影響全球生態系統的碳平衡。然而,關于長期磷添加對土壤有機碳不同組分的影響和潛在的調控機制尚不清楚。 

                  中國科學院成都生物研究所地表過程與生態系統管理項目組特別研究助理羅如熠在研究員龐學勇的指導下,基于青藏高原東緣亞高山森林生態系統養分添加長期定位試驗平臺(8年),以木質素酚和氨基糖作為植物和微生物殘體標志物,結合固體13C交叉極化魔角自旋核磁共振和土壤有機碳物理分組等技術手段,探討長期不同磷添加量對亞高山森林土壤有機碳形成和穩定的影響機制。結果表明:持續磷添加顯著減少了細根生物量,而不影響土壤有機碳含量;磷添加降低了植物木質素對土壤有機碳的貢獻,這源于香草基類酚的減少,且含甲氧基/氮烷基碳減少2.1-5.5 %,而降低的氧化酶活性雖抑制了木質素分解,但磷添加減少了細根碳輸入,導致木質素來源化合物含量降低;磷添加主要通過增加真菌殘體促進微生物殘體的累積及其對土壤有機碳的貢獻,相應地羰基碳含量增加9.1-12.4 %,原因在于磷添加通過降低微生物殘體分解相關的氮獲取酶活性,減緩了微生物殘體的分解,進而提高微生物殘體在土壤有機碳中的累積;磷添加未顯著影響緩慢循環的礦物結合態有機碳庫,同時表征土壤有機碳化學穩定性的脂化度和頑固度指數也保持不變。綜上,磷添加可通過改變植物和微生物來源碳的不同積累過程來影響亞高山森林土壤有機碳的組成,但不影響土壤有機碳的物理和化學穩定性。該研究有助于準確評估和預測日益增加磷有效性背景下土壤有機碳動態及其對氣候變化的潛在反饋,并為提高地球系統模型對土壤固碳功能的預測能力提供科學依據。 

                  4月20日,相關研究成果以Phosphorus addition decreases plant lignin but increases microbial necromass contribution to soil organic carbon in a subalpine forest為題,在線發表在Global Change Biology上。德國哥廷根大學和北京大學的科研人員參與研究。研究工作得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃、中科院、中國博士后科學基金等的支持。

                 

                微信號:ayiwangapp17

                (來源: 成都生物研究所 )

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