全球生態系統中微生物殘體是土壤有機碳的主要來源

來源:重點室 作者:朱兆龍 時間:2021-09-22

  近日,水土保持研究所安韶山研究員團隊聯合德國哥廷根大學(Georg-August-University of G?ttingen),中科院沈陽生態所,在土壤科學領域著名期刊Soil Biology and Biochemistry上發表題為“Microbial necromass as the source of soil organic carbon in global ecosystems”的研究論文。水保所王寶榮博士為論文第一作者,安韶山研究員為通訊作者,黃土高原土壤侵蝕與旱地農業國家重點實驗室為第一單位。該研究工作得到了第二次青藏高原綜合科學考察研究(2019QZKK0603),中國科學院A類戰略性先導科技專項(XDA20040202),國家自然科學基金(41877074、42077072)等項目的聯合資助。

  盡管越來越多的證據表明微生物殘體是重要的土壤有機碳來源,但在全球尺度農田、草地和森林土壤微生物殘體對有機碳(SOC)的貢獻尚未進行定量化研究。該研究基于0到150厘米土體深度內的氨基葡萄糖和胞壁酸含量,在全球尺度估計了農田、草地和森林土壤微生物殘體含量及其對有機碳積累的貢獻(圖1)。

1 研究樣點分布圖

  研究結果表明農田、草地和森林土壤(0-20cm表層土壤)中微生物殘體碳對有機碳的平均貢獻分別為51%、47%和35%(圖2)。這一結果表明土壤有機碳形成的微生物途徑(即微生物殘體的續埋效應)在耕地和草地土壤占主要地位,而植物途徑(即難分解植物殘體的物理遷移)在森林中占主導地位。草地和森林土壤中微生物殘體對SOC的貢獻隨土層深度的增加而增加,而在農田土壤中隨土層深度的增加而降低。農田土壤中的細菌/微生物殘體比值和細菌/真菌殘體比值大于草地和森林土壤,表明農田土壤中較多的細菌殘體碳積累。

  所選變量中的降水、溫度和土壤pH值是控制微生物殘體的重要氣候和環境因素,較低的溫度和土壤pH值(如在溫帶和寒帶生態系統中)促進真菌和細菌殘體積累。這些發現表明,細菌/真菌殘體比值的變化和微生物殘體對SOC的貢獻因不同生態系統類型而異。微生物殘體是土壤有機碳形成的重要來源,真菌和細菌殘體對SOC的貢獻與活體微生物群體的主導地位相對應,并取決于土地利用、土壤深度、年平均降水量、年平均溫度和土壤pH值。

  圖2 全球農田、草地和森林土壤微生物殘體含量及其對有土壤有機碳積累的貢獻

  論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071721002960

編輯:王容娜

終審:韓鎖昌

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