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原名：Characteristics of dissolved black carbon in riverine surface microlayer譯名：河流表層中溶解性黑碳的特征期刊：Marine Pollution BulletinIF：5.3發(fā)表日期：2023.07第一作者：Vaezzadeh, Vahab 中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所有機(jī)地球化學(xué)國家重點實驗室粵港澳環(huán)境污染與控制聯(lián)合實驗室一、背景黑碳(BC)是由生物質(zhì)和化石燃料不完全燃燒產(chǎn)生的。根據(jù)BC的結(jié)構(gòu)和土壤組成，土壤中的BC最終會生物降解并在孔隙水中溶解，從而通過地表徑流輸送到水生環(huán)境中。BC的溶解形式(DBC)通過河流進(jìn)入海洋，由于其難降解的特性，對地球上的碳循環(huán)具有重要意義。先前使用（BPCAs）苯多羧酸方法的研究已經(jīng)證明了河流和海洋中不同的DBC特征。雖然DBC的河流輸出被認(rèn)為是海洋DBC庫的主要貢獻(xiàn)者，其速率為27 Tg -1C-1y ，但關(guān)于河流DBC的含量和特征(結(jié)構(gòu)和同位素特征)的數(shù)據(jù)缺乏。表層微層(SML)厚度為1 ~ 1000 μm，是大氣和水生環(huán)境之間的分界線，與下層相比，具有不同的生物地球化學(xué)特性。SML在（可溶性有機(jī)碳）DOC及其難熔部分的擴(kuò)散氣水交換中起著重要作用，既是DBC的來源，也是DBC的匯。目前，有機(jī)污染物在SML中的富集已經(jīng)得到了廣泛的研究，而空氣-水界面的DBC研究一直被忽...

發(fā)布時間: 2024 - 08 - 30

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文獻(xiàn)解讀|基于有機(jī)質(zhì)組成和數(shù)量變化探究不同管理措施對土壤中持久性碳的影響

作者：

發(fā)布時間： 2023 - 05 - 25

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原名：Persistent soil carbon enhanced in Mollisols by well-managed grasslands but not annual grain or dairy forage cropping systems譯名：管理良好的草地而不是一年生谷物或飼草種植系統(tǒng)增加了黑沃土中的持久性碳期刊：Proceedings of the National Academy of SciencesIF：12.779發(fā)表時間：2022.2第一作者：芮亦超摘要在草地上進(jìn)行的集約化作物生產(chǎn)已經(jīng)向大氣釋放了大量的碳（C）。無論是最大限度地減少土壤擾動、多樣化的作物輪作、或重建多年生草原和整合牲畜是否可以減緩或扭轉(zhuǎn)這一趨勢仍然是高度不確定的。本研究在美國中北部通過田間試驗調(diào)查了有機(jī)碳的積累、以及顆粒（POM）和礦物相關(guān)（MAOM）有機(jī)質(zhì)的分布，并評估了微生物性狀與這些變化的關(guān)系。結(jié)果表明，將豆科植物或糞肥添加到一年生種植系統(tǒng)中提高樂POM-C、微生物生物量和微生物碳利用效率，但沒有顯著增加微生物殘體積累，以及MAOM-C或總SOC的存儲。多樣化、循環(huán)放牧的牧場管理有可能增加土壤中持久性碳，突出了管理良好的草原在智能型農(nóng)業(yè)中的關(guān)鍵作用。研究背景過去150年，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)耗盡了世界上許多耕地的土壤有機(jī)碳 (SOC) 。在農(nóng)業(yè)土壤中建立土壤有機(jī)質(zhì) (SOM) 對于我們抵抗這種趨勢并滿足我們的需求至關(guān)重要。來自草地的黑沃土覆蓋地球表面約9.16億公頃，是北美、南美和歐亞大陸的農(nóng)業(yè)中心地帶。自開始種植以來，這些黑沃土已釋放了約2Pg C。增強黑沃土中的SOM不僅可以抵消全球溫室氣體排放的一部分，而且還可以改善土壤健康，這是糧食生產(chǎn)、飲用水和生物多樣性等重要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的基礎(chǔ)。模擬和概念建模表明，黑沃土的SOM積累潛力巨大，但這些土壤的集約化農(nóng)業(yè)使用是否可以積累碳（C），并保持它相對較長的時間仍然存在不確定性。SOM由形成、持久性和功能不同的組分組成。減少耕作、多樣化作物輪作以及添加豆類和糞肥被認(rèn)為是在農(nóng)田中再生SOM的有希望的策略。但研究表明盡管它們似乎增加了相對未分解的顆粒有機(jī)物（POM）部分，這與改善土壤健康直接相關(guān)，但它們在建立更持久的礦物相關(guān)有機(jī)物（MAOM）和提高軟土中總碳儲量和持久性的能力一直存在爭議。越來越多的證據(jù)表明，MAOM主要是微生物殘體與礦物表面結(jié)合形成的，因此促進(jìn)有效微生物生長和大量壞死物質(zhì)產(chǎn)生用于有機(jī)礦物結(jié)合能夠驅(qū)動土壤中持久碳的積累?；诖耍狙芯吭谕箍敌侵菥C合種植系統(tǒng)開展試驗，探究不同管理條件下土壤有機(jī)質(zhì)的數(shù)量和組成及其與土...

文獻(xiàn)解讀|微生物殘體對土壤有機(jī)質(zhì)貢獻(xiàn)的定量評價

作者：

發(fā)布時間： 2023 - 05 - 09

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原名:Quantitative assessment of microbial necromass contribution to soil organic matter譯名:微生物殘體對土壤有機(jī)質(zhì)貢獻(xiàn)的定量評價期刊:GLOBAL CHANGE BIOLOGYIF:13.212發(fā)表時間:2019.9第一作者:梁超摘要近年來，由于土壤碳轉(zhuǎn)化和固存在緩解氣候變化中的作用越來越需要被量化，而受到了極大的關(guān)注。盡管對土壤有機(jī)質(zhì)性質(zhì)的認(rèn)識最近有了很大的改進(jìn)，但微生物殘體作為持久性有機(jī)質(zhì)的一部分的定量重要性仍然存在根本的不確定性。由于缺乏微生物物質(zhì)是否構(gòu)成土壤中大部分持久性碳的定量評估，解決這一不確定性受到了阻礙。由于與非微生物有機(jī)碳的分子特征重疊，土壤中微生物殘體的直接測量非常具有挑戰(zhàn)性。此研究對1996年至2018年間發(fā)表的現(xiàn)有生物標(biāo)記氨基糖數(shù)據(jù)進(jìn)行了全面分析，并結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)方法、元素碳氮化學(xué)計量學(xué)和生物標(biāo)記標(biāo)度的新占用，展示了一套量化全球溫帶農(nóng)業(yè)、草原和森林生態(tài)系統(tǒng)中微生物衍生碳對表層土壤有機(jī)碳庫貢獻(xiàn)的策略。研究發(fā)現(xiàn)微生物殘體碳可以占到土壤有機(jī)碳的一半以上。因此，建議下一代野外管理需要促進(jìn)微生物生物量的形成和殘體的保存，以維持健康的土壤、生態(tài)系統(tǒng)和氣候。研究分析對改善當(dāng)前的氣候和碳模型以及幫助制定管理實踐和政策具有重要意義。研究背景近年來，由于越來越需要了解和預(yù)測全球碳循環(huán)及其在氣候變化中的作用，陸地生態(tài)系統(tǒng)中碳轉(zhuǎn)化和固存的研究受到越來越多的關(guān)注。在全球范圍內(nèi)，土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)所含的碳比植被和大氣中儲存的碳加起來還要多。因此，土壤有機(jī)碳(SOC)作為植物光合作用產(chǎn)生的碳通量通過異養(yǎng)礦化返回大氣的主要通道，在地球系統(tǒng)的全球碳循環(huán)中起著重要作用。因此，全球土壤碳儲量相對較小的變化將對大氣CO2濃度產(chǎn)生重大影響。土壤碳儲量是由微生物代謝活動和植物碳輸入之間的平衡決定的，理解土壤碳動態(tài)的機(jī)制基礎(chǔ)依賴于對微生物介導(dǎo)過程的理解。微生物是兩個關(guān)鍵的，對比機(jī)制的核心:不僅通過礦化二氧化碳減少有機(jī)碳儲量，而且通過微生物生物量的形成和與礦物質(zhì)相關(guān)的殘體的穩(wěn)定，在土壤結(jié)構(gòu)中，或通過結(jié)殼，例如，鐵或硅沉淀，增加有機(jī)碳儲量。到目前為止，人們已經(jīng)接受有機(jī)碳儲量在很大程度上受到微生物合成代謝活動的影響，并強調(diào)土壤中最持久的有機(jī)碳可能不是由植物凋落物或其殘留物組成的，而是首先受到微生物生物量的碳的影響。這一考慮是基于這樣一個事實，即SOM中易于降解和可接近的分子將被微生物消耗，甚至被吸收的分子也可以被降解。然后，這些分子將部分礦化以獲得能量(分解代謝)，部分用于構(gòu)建微生物生物量。在細(xì)胞死亡和隨后...

植物生長策略決定了亞熱帶森林根系分泌物對干旱的響應(yīng)幅度與方向

作者：

發(fā)布時間： 2023 - 04 - 26

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點擊上方”藍(lán)字“關(guān)注我們吧文獻(xiàn)分享原名：Plant growth strategy determines the magnitude and direction of drought-induced changes in root exudates in subtropical forests譯名：植物生長策略決定了亞熱帶森林根系分泌物對干旱的響應(yīng)幅度與方向期刊：Global Change BiologyIF：13.212發(fā)表時間：2023.3第一作者：Zheng Jiang01 摘要背景：根系分泌物是植物和微生物相互作用的重要媒介物質(zhì)，對氣候變化響應(yīng)十分敏感。然而，極端干旱如何影響根系分泌物輸入速率和主要組分以及物種間響應(yīng)幅度和方向的差異還尚不明確。方法：在本研究中，我們原位收集了亞熱帶森林中四種不同生長速率的樹種在控制和極端干旱處理下的根系分泌物，并測定分泌物總碳（C）及其主要成分（如糖、有機(jī)酸和氨基酸）的輸入速率。還量化了土壤特性、根系形態(tài)性狀和菌根侵染率以確定根系分泌物變化的驅(qū)動因素。結(jié)果：極端干旱顯著降低了分泌物總C（17.8%）、糖（30.8%）和氨基酸（35.0%）的輸入速率，但增加了有機(jī)酸（38.6%）的輸入速率，這些變化在很大程度上與干旱引起的樹木生長速率、根系形態(tài)性狀和菌根侵染率的變化有關(guān)。具體而言，與生長相對較慢的樹種相比，生長速率相對較高的樹種根系分泌物對干旱的響應(yīng)更敏感，這種響應(yīng)差異與根系形態(tài)特征和菌根侵染率的變化幅度密切相關(guān)。結(jié)論：該結(jié)果強調(diào)了植物生長策略在介導(dǎo)干旱引起的根系分泌物變化中的重要性。根系分泌物、根系形態(tài)特征和菌根共生對干旱的響應(yīng)之間的協(xié)調(diào)可以納入地理模型，以改進(jìn)氣候變化對森林生態(tài)系統(tǒng)根際碳動態(tài)影響的預(yù)測。02 研究背景植物根系可以分泌多種有機(jī)化合物（根系分泌物）進(jìn)入根際，其輸入總量可占植物光合產(chǎn)物的5%-21%。根系分泌物主要由糖、有機(jī)酸和氨基酸等低分子量物質(zhì)組成，在促進(jìn)根系與有益微生物的相互作用以及抑制病原體方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。植物可以自主積極地改變根系分泌物的速率和成分來選擇合理的養(yǎng)分獲取策略來應(yīng)對環(huán)境條件變化，包括放牧，氣候變暖和二氧化碳濃度升高等。然而，極端干旱如何影響根系分泌物的質(zhì)量和數(shù)量，尤其是在亞熱帶森林中，目前還不清楚。在全球變化的背景下，增強的水文循環(huán)可能會顯著增加干旱事件的強度和頻率，從而對陸地生態(tài)系統(tǒng)中的植物-土壤相互作用和地下生物地球化學(xué)過程產(chǎn)生強烈影響。目前，只有少數(shù)研究探討了極端干旱對根系分泌物輸入速率的影響，也產(chǎn)生了不同的結(jié)果（升高或降低）。同時，植物還可以改變根系分泌物...

文獻(xiàn)解讀|中國西南喀斯特地區(qū)長期植被恢復(fù)對土壤有機(jī)碳積累和礦化的影響

作者：

發(fā)布時間： 2023 - 03 - 31

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文章基本信息原名：Effectson soil organic carbon accumulation and mineralization of long-termvegetation restoration in Southwest China karst譯名：中國西南喀斯特地區(qū)長期植被恢復(fù)對土壤有機(jī)碳積累和礦化的影響作者：XianxianHe期刊：EcologicalIndicators影響因子/分區(qū)：6.263/Q1發(fā)表時間：2022.10.28文章閱讀內(nèi)容1關(guān)鍵詞土壤有機(jī)碳，植被恢復(fù)，礦化，Q10，喀斯特02研究背景SOC儲量占全球總碳儲量的2/3以上，它的微小變化可導(dǎo)致全球碳循環(huán)的顯著變化，SOC積累和礦化是導(dǎo)致SOC儲量變化的兩種主要途徑，對土壤質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定至關(guān)重要，并對環(huán)境變化敏感。土地覆蓋變化顯著改變SOC積累和礦化，并明顯影響土壤CO2排放。土壤溫度是有機(jī)碳礦化的關(guān)鍵影響因素，可以顯著改變土壤微生物和土壤孔隙度、水分特性，進(jìn)而顯著影響有機(jī)碳礦化過程。有機(jī)碳礦化的溫度敏感性(Q10)可以通過溫度升高10℃時有機(jī)碳分解的變化來測量和定量。不同類型土地覆蓋之間存在Q10顯著性差異。因此，探討植被恢復(fù)下有機(jī)碳礦化的溫度敏感性及其影響因素是正確估算氣候變化下碳循環(huán)的基礎(chǔ)，對評估土壤固碳潛力尤為重要。植被恢復(fù)在減少土壤CO2排放和增加碳固存方面發(fā)揮重要作用，中國西南喀斯特是全球三大毗連喀斯特分布區(qū)之一，生態(tài)環(huán)境脆弱，植被破壞嚴(yán)重以及生態(tài)系統(tǒng)退化，為恢復(fù)退化，改善生態(tài)環(huán)境，在該地區(qū)開展了大量植被恢復(fù)工程。這些植被恢復(fù)工程實施了大量的喬木灌木藤草人工種植措施，顯著提高了該地區(qū)的植被蓋度。然而到目前為止，這些長期恢復(fù)對SOC積累和礦化的影響和驅(qū)動機(jī)制仍不清楚，嚴(yán)重阻礙了中國西南喀斯特地區(qū)減少CO2排放和增加碳固排量的科學(xué)植被恢復(fù)。3假設(shè)（1)長期植被恢復(fù)可以顯著提高西南喀斯特地區(qū)有機(jī)碳的積累，不同植被恢復(fù)對有機(jī)碳含量、儲量和組分組成的影響顯著不同；（2)長期植被恢復(fù)顯著加強了有機(jī)碳礦化過程，提高了有機(jī)碳礦化的溫度敏感性(Q10)。4研究內(nèi)容選取中國西南典型喀斯特植被恢復(fù)區(qū)域作為研究區(qū)，選取實施時間約30年的4種植被工程類型，包括7種物種種植措施作為研究對象。開展了以下研究:（1)闡明了有機(jī)碳積累和礦化對西南喀斯特植被長期恢復(fù)的響應(yīng)；（2)闡明了有機(jī)碳積累與成礦的主要影響因素；（3)闡述了長期植被恢復(fù)對SOC礦化溫度敏感性的影響(Q10)。5材料與方法5.1研究區(qū)域描述研究區(qū)位于中國西南部貴州省安順市花江鎮(zhèn)北盤江兩岸(圖1)。地形是典型的喀斯特高原峽谷，土...

文獻(xiàn)解讀|西南亞高山生態(tài)系統(tǒng)土壤磷庫海拔變化及其控制因素

作者：

發(fā)布時間： 2023 - 03 - 17

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文獻(xiàn)解讀原名：Elevational variation in soil phosphorus pools and controlling factors in alpine areas of Southwest China譯名：西南亞高山生態(tài)系統(tǒng)土壤磷庫海拔變化及其控制因素期刊：GeodermaIF：7.422發(fā)表時間：2023.1.26第一作者: Jinsheng Li01摘要Literature abstract土壤磷是地球生態(tài)系統(tǒng)中重要的生命元素，對地球生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。然而，不同土壤磷庫的季節(jié)和沿海拔梯度變化的調(diào)控機(jī)制尚未清楚。本研究中，探究了玉龍雪山不同海拔梯度下(2600m~3900m)表層土壤(0~ 15cm)磷庫季節(jié)變化包括總磷(TP)、有效磷(AP)、無機(jī)磷(IP)、有機(jī)磷(OP)、不穩(wěn)定磷、中等不穩(wěn)定磷和穩(wěn)定磷，測定葉片養(yǎng)分含量、土壤性質(zhì)、微氣候和微生物參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，所有土壤磷組分在中海拔(2900m和3200m)均達(dá)到最大值，可能是由于微生物活性較強和適宜的土壤氣候條件促進(jìn)了磷風(fēng)化。同時，土壤AP庫的海拔變化與葉片P含量密切相關(guān)。其中，大部分土壤P庫無季節(jié)性變化，除了濕季的AP高于旱季，可能是由于濕季更高的溫度和微生物活性促進(jìn)了P的釋放。此外，我們發(fā)現(xiàn)微生物磷、酸性磷酸酶和可溶性有機(jī)碳對不同磷庫的影響強于其他土壤因子，土壤環(huán)境對活性磷和中活性磷有較強的相互作用。綜上所述，研究結(jié)果揭示了玉龍地區(qū)土壤磷庫的海拔變化及其潛在機(jī)制，為研究土壤磷動力學(xué)對環(huán)境的響應(yīng)提供了重要的理論依據(jù)。山地生態(tài)系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：磷庫；森林土壤；土壤環(huán)境；空間分布；山地生態(tài)系統(tǒng)02研究背景Research background磷(P)是生態(tài)系統(tǒng)中重要的營養(yǎng)元素，也是地球上所有生命基礎(chǔ)化學(xué)組成之一，且土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的磷庫。氣候、地形、土壤發(fā)育階段、微生物活性等因素對陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤P庫的輸入和輸出都起著至關(guān)重要的作用。以往有研究表明，土壤生物化學(xué)過程和植物的基因型可能影響P在土壤和植被之間的轉(zhuǎn)化。同時，土壤P活性受全球氣候變化的強烈影響。雖然大多數(shù)研究表明土壤有效磷是山地生態(tài)系統(tǒng)中植物生產(chǎn)力的主要限制因子，但很少研究關(guān)注土壤P庫，特別的，典型山地生態(tài)系統(tǒng)不同磷庫轉(zhuǎn)化的季節(jié)變化。因此，研究具有代表性的山地生態(tài)系統(tǒng)磷庫狀況及其影響因素，有助于了解山地生態(tài)系統(tǒng)對全球變化的響應(yīng)，對森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和磷的可持續(xù)利用具有深遠(yuǎn)意義。03研究內(nèi)容Research contents基于此，我們探討了玉龍雪山土壤P庫的海拔和季節(jié)變化及其調(diào)控的微生物和植被...

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