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熱帶森林轉變過程土壤碳固持的機制獲揭示
作者：朱漢斌 周飛 來源：中國科學報  
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近日，中國科學院華南植物園研究員劉占鋒團隊聯(lián)合日本國立環(huán)境研究所研究員梁乃申基于馬來西亞森林研究所的帕索森林保護區(qū)，研究揭示了熱帶森林轉變下功能碳庫調(diào)控土壤有機碳來源機制。相關研究發(fā)表于《整體環(huán)境科學》。
植物（如木質(zhì)素）和微生物代謝產(chǎn)物（如氨基糖）是土壤有機碳庫的重要來源，由于微生物來源碳具有較高的穩(wěn)定性，因此不同來源組成對土壤有機碳庫的穩(wěn)定性具有重要影響。同時，不穩(wěn)定的顆粒有機碳和相對穩(wěn)定的礦物結合態(tài)有機碳是目前國際上普遍認可的兩大主要功能碳庫組分，其分布對土壤有機碳的形成和穩(wěn)定具有舉足輕重的作用。
前期研究發(fā)現(xiàn)，植被恢復可顯著增加土壤有機碳固持和微生物來源碳的積累，但對恢復的逆向過程即熱帶原始林的轉變下不同來源碳積累特征及功能碳庫組分的分布對土壤有機碳庫的積累和穩(wěn)定缺乏比較和量化評估，相關研究的開展不僅有助于提升熱帶森林轉變過程土壤碳固持的機制性理解，也可為區(qū)域生態(tài)森林管理實踐和氣候變化應對提供科技支撐。
最新研究中，研究人員基于馬來西亞森林研究所的帕索森林保護區(qū)，以原始林、次生林、油棕林和橡膠林為研究對象，探究了熱帶原始林轉變下土壤木質(zhì)素與氨基糖的積累特征及顆粒有機碳與礦物結合態(tài)有機碳對土壤有機碳固持的影響。
該研究有四點發(fā)現(xiàn)：一是原始林轉變?yōu)橄鹉z林顯著降低了土壤有機碳及其功能碳庫組分的積累，改變了功能碳庫組分的分布，同時降低了土壤木質(zhì)素的積累，但顯著增加了氨基糖對土壤有機碳庫的貢獻；二是隨土壤有機碳濃度的增加，土壤有機碳中木質(zhì)素（增加）與氨基糖（降低）呈現(xiàn)相反的積累趨勢，卻未在顆粒有機碳與礦物結合態(tài)有機碳組分中發(fā)現(xiàn)此趨勢，說明不同來源碳積累的權衡關系可能是土壤有機碳庫的整體屬性，并受功能碳庫組分的調(diào)控作用；三是土壤理化性質(zhì)對氨基糖的積累影響較大，木質(zhì)素的積累受土壤微生物性質(zhì)影響較大，表明熱帶森林轉變可通過改變土壤理化和微生物性質(zhì)影響土壤有機碳來源的積累；四是熱帶原始林轉變對土壤碳庫形成與穩(wěn)定的影響與轉變的森林類型有關，并受人為管理措施如施肥等的影響，因此，可通過轉變的植被類型和管理措施維持和提升土壤碳固持能力。
上述研究得到廣東省重點領域研發(fā)計劃、國家自然科學基金和中國科學院青年創(chuàng)新促進會項目等資助與支持。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.163204
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