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植物所解析高寒草地底層土壤碳庫響應氣候變暖的分子機制

2019-09-19 植物研究所
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  土壤是陸地生態系統中儲量最大的活躍碳庫,其對全球變暖的響應是全球變化生態學的焦點問題。底層(即深度超過30cm)土壤儲存了全球一半以上的土壤碳庫;然而,以往的增溫實驗著重分析表層土壤的響應,底層土壤對增溫的響應及其機制尚不明確。

  中國科學院植物研究所冯晓娟研究组与合作者依托青藏高原海北站的长期增温实验平台,利用生物标志物、超高分辨率质谱和14C分析,對比研究了高寒草地表層0-10 cm與底層30-40 cm土壤有機碳庫響應氣候變暖的分子機制。研究發現,5年的增溫處理沒有改變表層土壤有機碳的分子組成與周轉動態。但是,增溫引起的植物群落組成變化顯著增加了底層土壤中根系生物量以及脂類、糖類的含量,並通過激發效應加劇了木質素的降解。進一步的14C分析顯示,與對照相比,增溫促進了新碳在底層慢速周轉碳庫中的積累,並補償了木質素加速降解所引起的碳損失。以上結果表明,高寒草地底層土壤對增溫的響應比表層土壤更加強烈,且由植物根系驅動的新碳積累可能增加底層土壤穩定碳庫的長期固持,從而顛覆以往基于表層土壤的碳儲量預測。

  該研究成果于93日在線發表于Global Change Biology 期刊。冯晓娟研究组博士后贾娟为論文第一作者,冯晓娟和兰州大学教授贺金生为共同通讯作者。该研究得到科技部青年“973”项目、国家自然科学基金和中科院國際合作重点项目的资助。

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海北高寒草地表层與底層土壤有机碳对增温的响应机制

打印 責任編輯:葉瑞優

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