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武汉植物园在利用土壤团聚体中C含量、δ13C同位素值及酶活性研究造林地C固持能力研究中取得进展
文章来源: 武汉植物园 发表日期: 2018-06-04
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  全球范围内,土壤中储存约2500 Pg C(至1 m深度),是大气中储存C的3倍以上。在生态系统、区域及全球范围内的研究表明,造林能增加C在土壤中的固持,从而降低大气中CO2浓度,减缓温室效应。然而,被造林地土壤固持的有机C(SOC)也可能通过分解作用再迁移到大气中,成为大气中CO2的重要来源。然而,众多的研究集中于造林地土壤SOC含量的变化,而较少有研究关注造林地SOC的周转。对于造林地SOC周转的研究有助于进一步探究造林地的长期固C效应。

  中国科学院武汉植物园土壤生态学学科组博士后冯娇在程晓莉研究员的指导下,以丹江口库区造林地(灌丛、森林)、裸地和农田为研究对象,测定土壤团聚体中C含量、δ13C同位素以及C相关水解酶和氧化酶活性的变化。研究结果表明,造林显著增加了土壤原土中β-葡萄糖苷酶、α-葡萄糖苷酶以及木聚糖酶的活性。此外,造林显著增加了原土及土壤团聚体中SOC的含量。总体上,在造林土壤中> 2000 μm大团聚体中的水解酶活性较其它团聚体粒级低,而SOC却较其它团聚体粒级高。造林下,土壤水解酶活性与SOC和C:N呈显著的负相关。结构方程模型的研究结果表明,造林下随着团聚体粒级的增大,土壤酶活性的降低有助于土壤中SOC的固持(图1)。此外,水解酶和氧化酶活性都与稳定库中δ13C 同位素值呈显著的正相关,进一步证明土壤酶活性在SOC的周转中起着至关重要的作用。总体上,研究结果强调了造林下团聚体结构中土壤酶活性不均匀的分布对SOC固持的重要作用。

  本研究得到国家自然科学基金 (31470557, 31770563, 31700461)和中科院战略先导专项B(XDB15010200)的资助,相关研究成果以“Inhibited enzyme activities in soil macroaggregates contribute to enhanced soil carbon sequestration under afforestation in central China”为题发表在国际SCI期刊“Science of the Total Environment”上。

  论文链接 https://authors.elsevier.com/a/1X95FB8ccgahZ 

           https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969718319843 

  

图1 丹江口库区造林下土壤团聚体影响土壤C固持的路径

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