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熱帶森林轉(zhuǎn)變過程土壤碳固持的機(jī)制獲揭示
作者：朱漢斌 周飛 來源：中國科學(xué)報  
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近日，中國科學(xué)院華南植物園研究員劉占鋒團(tuán)隊聯(lián)合日本國立環(huán)境研究所研究員梁乃申基于馬來西亞森林研究所的帕索森林保護(hù)區(qū)，研究揭示了熱帶森林轉(zhuǎn)變下功能碳庫調(diào)控土壤有機(jī)碳來源機(jī)制。相關(guān)研究發(fā)表于《整體環(huán)境科學(xué)》。
植物（如木質(zhì)素）和微生物代謝產(chǎn)物（如氨基糖）是土壤有機(jī)碳庫的重要來源，由于微生物來源碳具有較高的穩(wěn)定性，因此不同來源組成對土壤有機(jī)碳庫的穩(wěn)定性具有重要影響。同時，不穩(wěn)定的顆粒有機(jī)碳和相對穩(wěn)定的礦物結(jié)合態(tài)有機(jī)碳是目前國際上普遍認(rèn)可的兩大主要功能碳庫組分，其分布對土壤有機(jī)碳的形成和穩(wěn)定具有舉足輕重的作用。
前期研究發(fā)現(xiàn)，植被恢復(fù)可顯著增加土壤有機(jī)碳固持和微生物來源碳的積累，但對恢復(fù)的逆向過程即熱帶原始林的轉(zhuǎn)變下不同來源碳積累特征及功能碳庫組分的分布對土壤有機(jī)碳庫的積累和穩(wěn)定缺乏比較和量化評估，相關(guān)研究的開展不僅有助于提升熱帶森林轉(zhuǎn)變過程土壤碳固持的機(jī)制性理解，也可為區(qū)域生態(tài)森林管理實踐和氣候變化應(yīng)對提供科技支撐。
最新研究中，研究人員基于馬來西亞森林研究所的帕索森林保護(hù)區(qū)，以原始林、次生林、油棕林和橡膠林為研究對象，探究了熱帶原始林轉(zhuǎn)變下土壤木質(zhì)素與氨基糖的積累特征及顆粒有機(jī)碳與礦物結(jié)合態(tài)有機(jī)碳對土壤有機(jī)碳固持的影響。
該研究有四點(diǎn)發(fā)現(xiàn)：一是原始林轉(zhuǎn)變?yōu)橄鹉z林顯著降低了土壤有機(jī)碳及其功能碳庫組分的積累，改變了功能碳庫組分的分布，同時降低了土壤木質(zhì)素的積累，但顯著增加了氨基糖對土壤有機(jī)碳庫的貢獻(xiàn)；二是隨土壤有機(jī)碳濃度的增加，土壤有機(jī)碳中木質(zhì)素（增加）與氨基糖（降低）呈現(xiàn)相反的積累趨勢，卻未在顆粒有機(jī)碳與礦物結(jié)合態(tài)有機(jī)碳組分中發(fā)現(xiàn)此趨勢，說明不同來源碳積累的權(quán)衡關(guān)系可能是土壤有機(jī)碳庫的整體屬性，并受功能碳庫組分的調(diào)控作用；三是土壤理化性質(zhì)對氨基糖的積累影響較大，木質(zhì)素的積累受土壤微生物性質(zhì)影響較大，表明熱帶森林轉(zhuǎn)變可通過改變土壤理化和微生物性質(zhì)影響土壤有機(jī)碳來源的積累；四是熱帶原始林轉(zhuǎn)變對土壤碳庫形成與穩(wěn)定的影響與轉(zhuǎn)變的森林類型有關(guān)，并受人為管理措施如施肥等的影響，因此，可通過轉(zhuǎn)變的植被類型和管理措施維持和提升土壤碳固持能力。
上述研究得到廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會項目等資助與支持。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.163204
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