土壤是陆地生态系统中重要的碳库,其微小的改变都可能促进地表大气CO2浓度的升高,进而影响到地球系统的生物地球化学循环过程。干旱和半干旱草地土壤碳储量约占全球土壤总碳库的15%,研究此区域土壤碳的周转及影响因素对于预测全球变化下干旱区碳库的动态显得十分重要。
碳同位素(13C)能够指示土壤中碳的来源及周转途径。研究发现随着土壤深度的增加土壤碳同位素值逐渐升高,而土壤碳含量则逐渐降低。造成这种现象有如下原因:一是Suess effect,即由于化石燃料燃烧使得大气中贫化的碳逐渐增多,造成13C贫化的有机物积累到土壤表面;二是根系的碳同位素比植物高出1-2个单位,使得底层土壤同位素高于表层土壤;三是微生物在分解土壤有机质的过程中对碳的分馏作用,造成12C通过呼吸离开系统,而13C则大量累计到土壤中,形成随着深度增加土壤碳同位素信号逐渐升高的趋势。
基于以上的研究,我所生物地球化学组王超博士和白娥研究员等,利用中国北方草地2200km样带平台,分析了27个土壤剖面碳同位素和碳含量的变化特征,发现所有剖面上碳同位素值逐渐升高而含量逐渐降低,两种呈现显著负相关性,并且证明了这种负相关性能够很好的指示土壤碳的周转速率。此外,作者也分析了温度、降水以及土壤属性对土壤有机质周转速率的影响。本研究为区域和全球尺度上土壤碳的周转提供了研究思路,同时也为生物地球化学模型提供了新的参数数据。
上述结果以Depth profiles of soil carbon isotopes along a semi-aridgrassland transect in northern China为题在Plant and Soil上发表。该研究得到青年973项目(2014CB954400)和国家自然科学基金(31522010 and 41601255)资助。
文章链接:1
图1. 基于13C计算的土壤周转速率beta与基于呼吸计算土壤周转速率k的相关分析
图2.气候及土壤性质土壤土壤有机质周转beta的影响
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
我所在碳同位素指征土壤碳周转研究中取得进展
本站小编 Free考研考试/2020-04-08
相关话题/土壤 同位素
沈阳生态所在生物炭光氧化降低其本身活性碳库及土壤氧化酶活性方面取得研究进展
在自然环境中,生物炭的表面化学性质可被生物-非生物介导的氧化和吸附-解析等过程所改变,比如大气中悬浮生物炭颗粒的表面结构会被太阳光中的紫外线氧化,继而沉降进入土壤或沉积物中。现阶段关于生物炭的研究,多关注新近制备生物炭的生物地球化学动态,而较少关注非生物氧化过程对生物炭后续环境行为的影响。 沈阳应 ...沈阳应用生态研究所 本站小编 Free考研考试 2020-04-08小身躯有大能量 --- 土壤微生物碳泵开启陆地固碳新篇章
在陆地生态系统碳循环的过程中,土壤微生物既通过分解代谢向大气释放碳,同时也通过合成代谢将碳转化成某种形式储存于土壤中。一直以来,关于微生物分解代谢的研究很多,但对微生物通过合成代谢实现固碳作用的关注却较少。现有研究证据表明,来源于微生物同化合成的产物——微生物细胞残体是土壤稳定有机碳库的重要组分。因 ...沈阳应用生态研究所 本站小编 Free考研考试 2020-04-08我所在中国北方干旱区草地土壤细菌多样性空间格局研究方面取得进展
2017年3月10日,Nature出版集团旗下子刊、国际微生物生态学顶级期刊《TheISMEJournal》在线发表了我所生态化学计量课题组王晓波博士的最新研究成果“Habitat-specificpatternsanddriversofbacterialβ-diversityinChina’sdr ...沈阳应用生态研究所 本站小编 Free考研考试 2020-04-08我所在北方草地样带土壤氮循环研究方面取得新进展
干旱、半干旱生态系统约占全球陆地面积的40%,在提供生态系统服务功能、调控全球碳氮循环和气候变化方面发挥重要作用。多数模型预测在全球变化背景下干旱、半干旱生态系统的面积会不断扩大,而极端气候事件频发可能使生态系统更加脆弱。为了系统研究我国北方草地生态系统对全球变化的响应及其机制,2012年7月至8月 ...沈阳应用生态研究所 本站小编 Free考研考试 2020-04-08沈阳生态所在我国典型森林土壤细菌群落生物地理分布格局研究取得进展
微生物广泛分布于土壤,在土壤营养循环和生态系统服务过程中起到了重要作用。一般认为微生物的多样性及组成结构决定着它们的生态功能。近年来的研究显示来自不同生态系统的土壤微生物都表现出生物地理分布格局,这种分布格局有别于植物和动物。植物、动物的地理分布格局同时受到地理扩散限制和环境异质性的影响。土壤微生物 ...沈阳应用生态研究所 本站小编 Free考研考试 2020-04-08我所在长期氮沉降对森林土壤碳库稳定性影响方面取得进展
全球陆地总碳库约1800PgC(Sedjo,1993),其中土壤以有机质和植物残体形式贮存的碳量约1480PgC(超过植被贮存的碳量两倍以上)(Postetal,1982),其中森林占45%(Dixonetal,1991),土壤有机碳储量的微小变化就可能引起大气CO2浓度的较大改变(Baldock, ...沈阳应用生态研究所 本站小编 Free考研考试 2020-04-08沈阳生态所在森林土壤碳循环对施肥的响应研究方面取得新进展
我国是人工林大国,人工林面积约占世界人工林的1/3,也占我国森林总面积的近1/3,在木材生产和生态安全方面发挥着不可替代的作用。然而,由于大面积纯林连栽,养分输出大于输入等,致使我国人工林生产力低,没有充分发挥其生产和生态功能。施肥作为一种管理措施,可以有效改善土壤养分状况,提高人工林的生产力,以及 ...沈阳应用生态研究所 本站小编 Free考研考试 2020-04-08我所在热带森林土壤微生物残留物对氮沉降增加的响应研究方面取得进展
土壤碳的动力学与土壤微生物过程密切相关。氮沉降能够对土壤微生物产生直接或间接的影响,进而影响微生物所调控的土壤碳的转化与循环。微生物残留物是土壤有机碳库的重要来源,在长期土壤碳积累方面起到重要作用。氨基糖是土壤微生物残留物的标识物,其积累和转化特性可以指示微生物对土壤有机质的转化过程。目前,关于氮沉 ...沈阳应用生态研究所 本站小编 Free考研考试 2020-04-08我所在碳、氮活性对土壤氨基酸转化和更新的影响研究方面取得进展
土壤氨基酸是土壤有机质的重要组成成分,在土壤有机质周转中起到过渡和调节作用。揭示土壤氨基酸的微生物转化动态和更新过程,一方面能够加深我们对土壤有机质稳定化和分解过程的认识,另一方面为土壤碳、氮转化循环研究提供新的思路。土壤氨基酸主要以游离态氨基酸和蛋白质来源氨基酸(聚合态)两种形式存在,并以蛋白质来 ...沈阳应用生态研究所 本站小编 Free考研考试 2020-04-08辽宁省稳定同位素技术重点实验室举办系列学术报告会
7月13日上午,辽宁省稳定同位素技术重点实验室在我所裕农路园区A座四楼学术报告厅举办了实验室系列学术报告的第一讲和第二讲。报告会由实验室学术委员会主任林光辉教授主持,实验室成员、所内科研人员和研究生等近60人参加此次报告会。 第一讲的主讲人是基金委“优秀青年基金”获得者,南京师范大学张金波教授。张 ...沈阳应用生态研究所 本站小编 Free考研考试 2020-04-08