土壤碳库激发效应研究.pdfVIP

第38卷第1期 土壤通报 V01．38，No．1 Chinese ofSoilScience Feb．，2007 2007年2月 Journal 土壤碳库激发效应研究 黄文昭1，一，赵秀兰1，朱建国2，谢祖彬孙，朱春梧2 (1．西南大学资环学院，重庆400716；2．中国科学院南京土壤研究所土壤圈物质循环重点实验室，江苏南京210008) 摘要．夕}源有机质的输入能促进或抑制土壤有机碳的矿化，引起正的或负的激发效应。本文综述了土壤碳库激发效 应产生的机制，以及土壤原有有机质的含量和营养水平，外源有机质(包括根系分泌物)的种类和数量对激发效应的影响。 外源有机质的可利用率是影响激发效应的最重要因素。 关键词：土壤碳；同位素；激发效应；微生物 中图分类号：S153 文献标识码：A 文章编号：0564-3945(2007)01-0149-06 土壤碳库是陆地生态系统最大的碳库，并受气候 解释放出的CO：首次区分为了外源有机物料分解的碳 和人类活动影响而发生动态变化。由于土壤无机碳库 和土壤有机质分解的碳。通过与不加有机物料的处理 更新周期长达几百年甚至几千年，因此土壤有机碳库 相比，量化了激发效应的大小。 在全球变化研究中显得更为重要。土壤有机碳通过呼 C自 吸释放的CO：占陆地生态系统与大气之间碳交换总量 子辐射会对人体健康造成潜在危害，相比之下13 的2／3…。作为大气CO：的源汇交界面，其较小幅度然丰度法除了具有14C示踪法的优点外，还可以提供 的变化就可能引起大气CO：浓度的波动。随着大气 长期(甚至几千年)的标记，并能使所有的有机碳部分 CO：浓度不断升高，全球温室效应加强，人们越来越 能被均匀标记№】。该方法的原理是不同物质具有不 关注土壤有机碳库的动态变化。土壤有机碳含量及其 动态主要取决于土壤原有有机质分解，以及外源有机 是描述样品与标准化合物相比较抬C天然丰度变异程 质(如原始植被的残留、作物残体和人为施加的有机 度的指标o¨。 物料等)输入与降解之间的平衡。外源有机物料进人 土壤后，常引起土壤矿化高峰的出现。早在1926年， 1000，其中R为13C／12C比值。 I乃hnis!副就观察到新鲜有机残体输入土壤，促进土壤 对于进行卡尔文循环(Calvin 有机质的矿化。Bingemann等p1称这种现象为“激发 效应”。研究表明，土壤中新输入的有机碳能促进或阻 循环(Hatch—Slack 碍土壤有机碳的矿化，引起正的或负的激发效应。人 0．9％一一1．9％。 们不仅观察到碳、氮的激发效应，也观察到磷H】、硫[51 如果在种植C3植物条件下的土壤上改种C4作 等营养元素的激发效应。探讨激发效应产生的机制及 物，或者在种植C4植物条件下的土壤上改种C3作 影响因素，不仅可以阐明土壤有机碳的积累和降解规 物，在土壤中，源于植物的有机质(A)不断增加，而土 律，明确激发效应对土壤碳固定的影响，也为估算土壤 壤中原有有机质(B)则不断减少，从而导致土壤有机 固碳能力提供参考依据。+ 质813C发生改变。根据物质守恒定律可得： 8AC^+8BCB=8(C^+CB) 量化碳激发效应的方法 C．，C。为土壤中新输人有机质A和土壤原有有 机质B的浓度 在自然界中，碳存在12C、13C两种稳定同位素和 14C放射性同位素。随着