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科研進展
森林土壤作為陸地生態(tài)系統(tǒng)最大的碳庫，在高效發(fā)揮自然生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力，減緩全球氣候變化，實現(xiàn)雙碳目標中扮演著不可替代的作用。其中，根際作為森林通過根系活動高效發(fā)揮土壤碳匯功能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和核心界面，為深入理解多變環(huán)境下土壤碳匯效應與固碳機制提供了獨特的研究視角。此外，由于全球范圍內(nèi)N沉降不斷加劇，伴隨的土壤N有效性變化會顯著改變植物地上-地下光合產(chǎn)物碳分配以及根系的生理代謝活性，這些變化勢必對根系活動介導的土壤碳過程產(chǎn)生深刻影響，也進一步加劇了根系活動在調(diào)控土壤碳動態(tài)與碳匯功能變化認知的復雜性和不確定性。但目前有關(guān)根際土壤碳封存是否以及如何響應大氣N 沉降尚不清楚，很大程度上限制了對全球變化背景下森林根系活動介導的土壤碳循環(huán)過程的深入認識。
基于此，中科院成都生物研究所森林生態(tài)過程與調(diào)控項目組尹華軍研究團隊，以西南亞高山典型的人工云杉林（Picea asperata）為試驗對象，區(qū)分和量化了根際/非根際土壤固碳能力對N沉降的響應差異，并通過分析土壤微生物活性和土壤碳的礦物保護作用，探究了N沉降下根際/非根際土壤碳匯效應差異的潛在調(diào)控機制。此外還通過測定微生物殘體生物標志物-氨基糖，量化和比較了微生物殘體C對N添加下根際/非根際SOC累積的貢獻大小。研究結(jié)果表明：I）N添加同時促進了根際和非根際SOC的積累，但根際土壤的固碳能力顯著高于非根際土壤，這主要是由于氮添加增強了根際SOC的礦物保護作用，同時降低了微生物對SOC的降解；II）N添加下，根際土壤增加的微生物殘體C對SOC積累的貢獻顯著高于非根際土壤。上述結(jié)果表明，根際過程在調(diào)節(jié)土壤C動態(tài)對N沉降的響應中發(fā)揮重要作用，并從根際視角為微生物源C在SOC積累中的關(guān)鍵作用提供了直接的試驗證據(jù)。
圖1 氮沉降下根際/非根際土壤碳匯效應差異及其潛在微生物和非生物調(diào)節(jié)機制上述研究結(jié)果于2023年3月9日以“Nitrogen deposition induces a greater soil C sequestration in the rhizosphere than bulk soil in an alpine forest”為題，在線發(fā)表于國際期刊《Science of the Total Environment》上。論文第一作者為成都生物研究所特別研究助理汪其同，通訊作者為尹華軍研究員和西藏農(nóng)牧學院張新軍副教授。本研究得到了中科院“西部之光”交叉團隊項目、國家自然科學基金項目和西藏自治區(qū)科技計劃項目的聯(lián)合資助。
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https://doi.org/10.1016/j.biocon.2023.110044
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