東北地理所在氣候變化影響玉米光合碳在黑土有機碳庫分配方面取得進展
土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)最大的碳庫，儲碳量約為3 000 Pg。氣候變化通過影響植物碳源（光合碳）向土壤中的輸送，影響土壤有機碳的沉積和礦化。然而，以大氣CO2濃度和溫度升高為主要特征的氣候變化如何影響農(nóng)田黑土有機碳穩(wěn)定性尚不明確，開展植物源碳向土壤各個碳庫轉(zhuǎn)化的研究對于指導氣候變化條件下維持土壤生產(chǎn)力具有重要意義。
東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所農(nóng)田分子生態(tài)學科組研究人員，利用開頂式氣候室（OTC）模擬大氣CO2濃度和溫度升高，通過穩(wěn)定同位素13C示蹤技術，量化出了玉米全生育期內(nèi)光合碳在黑土有機碳庫各組分的分配去向。研究發(fā)現(xiàn)，在高CO2濃度條件下，玉米的生物量并未增加，但顯著提高了玉米光合碳在土壤細顆粒有機碳（fine POC）和礦質(zhì)有機碳（MOC）組分中的積累；但在大氣CO2濃度和溫度雙升高條件下，這種光合碳分配現(xiàn)象則消失，研究結果表明升溫會促進新鮮有機碳-光合碳的分解，土壤的光合碳分配量未表現(xiàn)出增加趨勢。連續(xù)4個生長季的大氣CO2濃度和溫度雙升高并未增加總有機碳的積累，但會加速土壤有機碳的周轉(zhuǎn)速率（圖1），該研究為氣候變化影響黑土農(nóng)田土壤碳循環(huán)提供理論支撐。
相關研究結果發(fā)表在農(nóng)林科學領域國際期刊Catena上，農(nóng)田分子生態(tài)學科組房蕊博士、李彥生副研究員并列第一作者，金劍研究員為通訊作者。該研究得到黑龍江省自然科學重點項目（ZD2021D001）和國家重點研發(fā)計劃項目（2017YFD0300300）聯(lián)合資助。
圖1 大氣CO2濃度升高(eCO2)和升溫(eT)對土壤有機碳庫不同組分的影響
論文詳細信息如下：
Rui Fang#, Yansheng Li#, Zhenhua Yu, Zhihuang Xie, Guanghua Wang, Xiaobing Liu, Stephen J. Herbert, Jian Jin*. Warming offsets the beneficial effect of elevated CO2 on maize plant-carbon accumulation in particulate organic carbon pools in a Mollisol. Catena, 2022, 213: 106219. Doi: 10.1016/j.catena.2022.106219.
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.catena.2022.106219
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