東北地理所在氣候變化影響玉米光合碳在黑土有機(jī)碳庫(kù)分配方面取得進(jìn)展
土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)最大的碳庫(kù)，儲(chǔ)碳量約為3 000 Pg。氣候變化通過(guò)影響植物碳源（光合碳）向土壤中的輸送，影響土壤有機(jī)碳的沉積和礦化。然而，以大氣CO2濃度和溫度升高為主要特征的氣候變化如何影響農(nóng)田黑土有機(jī)碳穩(wěn)定性尚不明確，開(kāi)展植物源碳向土壤各個(gè)碳庫(kù)轉(zhuǎn)化的研究對(duì)于指導(dǎo)氣候變化條件下維持土壤生產(chǎn)力具有重要意義。
東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所農(nóng)田分子生態(tài)學(xué)科組研究人員，利用開(kāi)頂式氣候室（OTC）模擬大氣CO2濃度和溫度升高，通過(guò)穩(wěn)定同位素13C示蹤技術(shù)，量化出了玉米全生育期內(nèi)光合碳在黑土有機(jī)碳庫(kù)各組分的分配去向。研究發(fā)現(xiàn)，在高CO2濃度條件下，玉米的生物量并未增加，但顯著提高了玉米光合碳在土壤細(xì)顆粒有機(jī)碳（fine POC）和礦質(zhì)有機(jī)碳（MOC）組分中的積累；但在大氣CO2濃度和溫度雙升高條件下，這種光合碳分配現(xiàn)象則消失，研究結(jié)果表明升溫會(huì)促進(jìn)新鮮有機(jī)碳-光合碳的分解，土壤的光合碳分配量未表現(xiàn)出增加趨勢(shì)。連續(xù)4個(gè)生長(zhǎng)季的大氣CO2濃度和溫度雙升高并未增加總有機(jī)碳的積累，但會(huì)加速土壤有機(jī)碳的周轉(zhuǎn)速率（圖1），該研究為氣候變化影響黑土農(nóng)田土壤碳循環(huán)提供理論支撐。
相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在農(nóng)林科學(xué)領(lǐng)域國(guó)際期刊Catena上，農(nóng)田分子生態(tài)學(xué)科組房蕊博士、李彥生副研究員并列第一作者，金劍研究員為通訊作者。該研究得到黑龍江省自然科學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目（ZD2021D001）和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2017YFD0300300）聯(lián)合資助。
圖1 大氣CO2濃度升高(eCO2)和升溫(eT)對(duì)土壤有機(jī)碳庫(kù)不同組分的影響
論文詳細(xì)信息如下：
Rui Fang#, Yansheng Li#, Zhenhua Yu, Zhihuang Xie, Guanghua Wang, Xiaobing Liu, Stephen J. Herbert, Jian Jin*. Warming offsets the beneficial effect of elevated CO2 on maize plant-carbon accumulation in particulate organic carbon pools in a Mollisol. Catena, 2022, 213: 106219. Doi: 10.1016/j.catena.2022.106219.
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.catena.2022.106219
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