【摘 要】
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在陆地生态系统中,土壤富含最多的碳,其有机质的分解是大气CO_2的重要来源。即使土壤碳库发生微小变化都可能会对大气CO_2浓度产生显著影响,进而对全球气候变化产生正反馈。很多研究证实外源性有机碳的输入可以通过加速或抑制土壤有机质分解而成为影响土壤有机碳动态的一个重要因素,该过程被称之为激发效应。影响土壤激发效应的因素有很多,主要包括土壤微生物、植物、土壤动物等生物因素和土壤结构、养分、水分和pH等
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在陆地生态系统中,土壤富含最多的碳,其有机质的分解是大气CO2的重要来源。即使土壤碳库发生微小变化都可能会对大气CO2浓度产生显著影响,进而对全球气候变化产生正反馈。很多研究证实外源性有机碳的输入可以通过加速或抑制土壤有机质分解而成为影响土壤有机碳动态的一个重要因素,该过程被称之为激发效应。影响土壤激发效应的因素有很多,主要包括土壤微生物、植物、土壤动物等生物因素和土壤结构、养分、水分和pH等非生物因素。尽管人们对土壤激发效应的发生与维持机制已有较深入的了解,但大多数研究只考虑了外源性的可利用性有机质输入的影响,而很少考虑内源性的可利用性有机质的影响。本研究选择江西千烟洲杉木人工林的矿质层土壤,利用真空土壤溶液抽提技术来调节土壤中内源性的可利用性有机质的含量,通过添加不同浓度的13C标记的葡萄糖来量化激发效应的强度和方向。研究发现,内源性的可利用性有机质含量影响了土壤原有的微生物生物量,从而改变了土壤微生物对外源性可利用性有机质的响应。未添加葡萄糖时,内源性有机质含量高的土壤其原有土壤微生物生物量碳也相对较高。其中,内源性有机质含量为200%的土壤具有最高的微生物生物量碳(110.00±4.62μg C g-11 soil)。添加葡萄糖后,土壤微生物生物量增加,促进了土壤有机碳的分解,产生正的激发效应,但不同的葡萄糖添加量对土壤激发效应的强度没有显著影响。在两种葡萄糖添加水平下,内源性可利用性有机质含量为50%的土壤均表现出显著较低的激发效应,其值分别为1.00±3.10 mg C g-1 SOC和0.69±2.99 mg C g-1 SOC;而其它内源性可利用性有机质含量处理下的土壤激发效应的强度没有显著差异。对内源性可利用性有机质含量和土壤微生物生物量碳、源自土壤有机质的累积CO2释放量及土壤累积激发效应分别进行相关性分析,结果显示它们之间并没有显著的线性关系。在相同内源性可利用有机质含量水平下,内源性可利用性有机质含量为0%和100%的两组处理内,外源性葡萄糖添加量和源自土壤有机质的累积CO2释放量表现出显著的线性关系。以上研究结果表明,内源性可利用性有机质含量对土壤激发效应的影响可能远比我们预想的要复杂,迫切需要从活跃微生物和土壤酶活性角度对其进行深入探究。
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