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華南植物園揭示森林土壤碳穩(wěn)定新機制——針葉凋落物更利于固碳
中國科學院華南植物園廣東鶴山森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站恢復生態(tài)學團隊近日在森林土壤碳循環(huán)機制研究方面取得新進展。研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)認識不同，盡管針葉樹種凋落物分解較慢、養(yǎng)分質量較低，但其在促進土壤有機碳積累與穩(wěn)定方面的作用反而強于闊葉樹凋落物。該研究揭示了凋落物質量調控土壤碳穩(wěn)定的重要機制，為提升森林生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力和優(yōu)化森林恢復策略提供了新的科學依據(jù)。
植物凋落物是森林土壤碳庫的重要來源，不同植物功能類型凋落物在土壤碳形成與穩(wěn)定中的作用機制一直存在較大爭議。針對這一科學問題，研究團隊以我國亞熱帶森林12種典型樹種為研究對象，包括落葉闊葉樹、常綠闊葉樹和常綠針葉樹，通過為期360天的培養(yǎng)實驗，并結合天然碳同位素(δ13C)示蹤技術，系統(tǒng)追蹤凋落物來源碳在土壤中的轉化過程，定量解析其在礦物結合有機碳(MAOC)和顆粒有機碳(POC)等關鍵碳組分中的分配特征。研究結果表明，針葉凋落物雖然分解速率比闊葉凋落物低18%—32%，但其對土壤有機碳凈積累的貢獻卻高出1.4—2.1倍，其碳轉化效率達到28%—32%，顯著高于闊葉凋落物的11%—19%。進一步分析發(fā)現(xiàn)，針葉凋落物能夠顯著促進礦物結合有機碳(MAOC)的形成，而MAOC在土壤有機碳凈增加量中的貢獻超過一半，表明礦物保護機制在土壤碳長期穩(wěn)定中發(fā)揮關鍵作用。
圖. 不同植物生長型凋落物分解驅動土壤有機碳形成與穩(wěn)定的機制示意圖
相關研究成果已近期在線發(fā)表在國際學術期刊Journal of Plant Ecology(《植物生態(tài)學報》)上。華南植物園鶴山站博士后吳盼盼為論文第一作者，劉占鋒研究員與江西農業(yè)大學毛瑢教授為共同通訊作者，研究得到國家自然科學基金等項目資助。
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