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3月22日，記者從中科院植物研究所獲悉，基于青藏高原-內(nèi)蒙古草地樣帶跨度超過3000公里的13個(gè)土壤剖面，該所馮曉娟研究組與合作者發(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)上萬年，顯著長(zhǎng)于木質(zhì)素。相關(guān)研究成果發(fā)表于《生態(tài)學(xué)快報(bào)》。

中國(guó)北方草地土壤有機(jī)碳不同組分周轉(zhuǎn)及溫度敏感性(Q10)差異。

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)及其對(duì)氣候變暖的響應(yīng)對(duì)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來氣候變化至關(guān)重要。然而，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，但缺乏直接證據(jù)。

研究人員利用先進(jìn)的單體化合物放射性碳同位素(14C)分析技術(shù)，基于青藏高原-內(nèi)蒙古草地樣帶跨度超過3000公里的13個(gè)土壤剖面，對(duì)比研究了土壤有機(jī)碳主要分子組分(包括木質(zhì)素、脂類、黑炭)的周轉(zhuǎn)時(shí)間及其溫度敏感性。

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。通過整合分析全球土壤碳組分(輕組分和礦物結(jié)合組分)14C數(shù)據(jù)，進(jìn)一步證明了礦物保護(hù)作用對(duì)土壤碳周轉(zhuǎn)及溫度敏感性的重要調(diào)控作用。

這項(xiàng)研究成果為木質(zhì)素在礦質(zhì)土壤中的不穩(wěn)定性提供了直接證據(jù)，并表明未來氣候變暖可能加速木質(zhì)素的降解。

(圖片由中科院植物所提供)

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