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土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)中儲(chǔ)量最大的活躍碳庫(kù)，理解土壤有機(jī)碳周轉(zhuǎn)(即降解)及其對(duì)氣候變暖的響應(yīng)，對(duì)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變化至關(guān)重要，組成復(fù)雜的土壤有機(jī)碳降解受何影響，也一直備受學(xué)界關(guān)注和聚焦研究。

來(lái)自中國(guó)科學(xué)院植物研究所(中科院植物所)的最新消息說(shuō)，基于中國(guó)青藏高原-內(nèi)蒙古草地樣帶跨度超過(guò)3000公里的13個(gè)土壤剖面，該所馮曉娟研究組與中外合作者利用先進(jìn)的單體化合物放射性碳同位素(碳十四)分析技術(shù)，通過(guò)對(duì)比研究成功揭示包括木質(zhì)素、脂類、黑炭等土壤有機(jī)碳主要分子組分的周轉(zhuǎn)時(shí)間及其溫度敏感性。

本次研究發(fā)現(xiàn)，植物脂類和黑炭在土壤剖面中的周轉(zhuǎn)時(shí)間可達(dá)上萬(wàn)年，顯著長(zhǎng)于木質(zhì)素。植物脂類和黑炭的周轉(zhuǎn)主要受到土壤礦物的影響且對(duì)溫度變化不敏感，而木質(zhì)素的周轉(zhuǎn)主要受到溫度調(diào)控并具有較高的溫度敏感性。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)進(jìn)一步整合分析全球土壤碳組分(輕組分和礦物結(jié)合組分)的碳十四數(shù)據(jù)，證明礦物保護(hù)作用對(duì)土壤碳周轉(zhuǎn)及溫度敏感性具有重要調(diào)控作用。

這一土壤有機(jī)碳關(guān)聯(lián)全球氣候變化研究重要進(jìn)展，由中科院植物所馮曉娟研究員、賈娟助理研究員聯(lián)合蘭州大學(xué)、北京大學(xué)、中國(guó)海洋大學(xué)、中科院西北高原生物研究所和蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)、德國(guó)馬普所等中外同行合作完成，相關(guān)成果論文近日在國(guó)際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《生態(tài)學(xué)快報(bào)》(Ecology Letters)在線發(fā)表。

馮曉娟指出，土壤有機(jī)碳組成復(fù)雜，不同分子組分的化學(xué)結(jié)構(gòu)和環(huán)境行為(如與土壤礦物的交互作用)存在巨大差異，其周轉(zhuǎn)及對(duì)增溫的響應(yīng)也不盡相同。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為具有芳香環(huán)結(jié)構(gòu)的木質(zhì)素較難降解、周轉(zhuǎn)較慢，而新觀念則認(rèn)為環(huán)境因素而非化學(xué)結(jié)構(gòu)決定土壤有機(jī)碳組分的周轉(zhuǎn)速度，但此前缺乏直接證據(jù)。

她表示，此次最新研究成果，既為木質(zhì)素在礦質(zhì)土壤中的不穩(wěn)定性提供了直接證據(jù)，也為土壤碳庫(kù)模型參數(shù)修改提供了可靠依據(jù)，并表明未來(lái)氣候變暖可能加速木質(zhì)素的降解。因此，全球變暖可能加快凋落物和土壤中木質(zhì)素的降解，木質(zhì)素含量較高的森林和濕地土壤應(yīng)受到更多關(guān)注。(完)

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