黄土高原辽东栎枯落物不同界面分解过程及对土壤有机碳的贡献机制

基本信息
批准号:41907051
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:曾全超
学科分类:
依托单位:华中农业大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
土壤有机碳微生物群落生物标志物黄土高原枯落物分解
结项摘要

The implementation of "Grain for Green" project promoted the increase of soil organic carbon in the Loess Plateau. The accumulation of litter is one of the main reasons for the accumulation of soil organic carbon. Due to the obvious layered structure of forest litter, the interfacial reactions between litter and humus layer or soil layer are the main mechanism to determine the decomposition rate of litter and the turnover of organic carbon. At presentation, the coupling relationship between different interface microorganisms and soil organic carbon from different sources is still unclear during the litter decomposition process. In this study, the litter bag experiment was used to study the decomposition characteristics of litter under different interfaces. The isotope labeling was used to quantify the distribution ratio of litter organic carbon in soil and microorganisms, clarifying the contributions of plant litter to soil organic carbon. The contribution of microbes to organic carbon was determined by the biomarkers at different interfaces, identifying the biomass sources of soil organic carbon. The microbial community structure, associated with biomarkers and the chemical compositions of organic carbon under different interfaces were analyzed, clarifying the relationship between microbes and soil organic carbon at different interfaces, which reveals the contribution mechanism of plant litter to soil organic carbon. Our results will improve the litter decomposition theory, verify the mechanism of microbes on soil organic carbon, and provide theoretical support for the recovery of vegetation on the Loess Plateau.

退耕还林(草)工程的实施促进了黄土高原土壤有机碳的增加,枯落物累积是土壤有机碳积累的主要原因。由于森林枯落物存在明显的层状结构,其界面反应(腐殖质层、土壤层)是决定枯落物分解快慢与有机碳周转的主要机制。目前,枯落物分解过程中,不同界面微生物与与不同来源的土壤有机碳的耦合关系尚不明确。本研究采用枯落物分解袋法研究枯落物在不同界面下的分解特征,通过同位素标记量化枯落物有机碳在土壤、微生物体中的分配比例,阐明枯落物有机碳对土壤有机碳的贡献;通过测定不同界面下的生物标志物,辨析土壤有机碳的生物质来源;分析不同界面下的微生物群落结构,结合生物标志物与有机碳的化学机构,建立微生物类群与有机碳的耦合关系,阐明不同界面下微生物群落主导的有机碳固持机理,揭示枯落物碳对土壤有机碳的贡献机制。研究结果将完善枯落物分解理论,明晰微生物与土壤有机碳的作用机制,为黄土高原植被恢复管理提供理论依据。

项目摘要

植物枯落物作为土壤有机碳的主要来源之一,其分解过程对植物初级生产力、生物地球化学循环至关重要,尤其是土壤有机碳周转过程。微生物作为植物枯落物分解的主要驱动力,其分解速度及分解过程显著影响土壤有机碳的形成与累积过程。结果表明,真菌和细菌对植物枯落物分解具有同等重要的地位,其群落演替是枯落物分解过程中有机碳释放与累积的主要机制。微生物一方面通过分泌胞外酶降解有机碳,导致有机碳化学结构发生明显的变化,尤其是芳香碳的累积,烷基碳的减少。同时,微生物又可通过同化代谢,合同有机小分子化合物,经过体内周转后以死亡残体形式的形成土壤有机碳。随着植被年限的增加,植物枯落物逐年累积导致植物枯落物出现层状结构,也导致枯落物分解速率发生了显著变化,由此驱动的有机碳周转机制也出现了显著差异。不同界面微生物群落差异及演替规律是枯落物有机碳释放与累积的主控因子。因此厘清枯落物分解过程中微生物群落结构及功能有助于地阐明有机碳循环过程,为精确调控陆地碳库具有重要的意义。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
2

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

DOI:10.13885/j.issn.0455-2059.2020.06.004
发表时间:2020
3

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
4

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018
5

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022

曾全超的其他基金

相似国自然基金

1

黄土丘陵森林带微生物介导的叶片枯落物分解以及对土壤有机碳的贡献

批准号:41701317
批准年份:2017
负责人:刘栋
学科分类:D0710
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

基于生物标志物的“枯落物-土壤”表层界面有机碳转化过程研究

批准号:41807060
批准年份:2018
负责人:薛志婧
学科分类:D0710
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
3

混合放牧对草地枯落物分解的影响及其作用机制研究

批准号:31302012
批准年份:2013
负责人:刘鞠善
学科分类:C1602
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
4

黄土高原森林草原过渡带辽东栎林土壤呼吸及碳收支

批准号:41201258
批准年份:2012
负责人:时伟宇
学科分类:D0709
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目