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土壤有机碳形成的微生物学机制研究取得进展

微生物是土壤碳循环的重要驱动者,一方面微生物通过分解土壤有机质获得自身生长所需要的养分和能量,另一方面微生物死亡后,其残留物是土壤有机碳的重要组成部分。近年来,关于微生物死亡残留物与土壤有机碳关系的研究逐渐增多,但是,对微生物自身的生理属性是否影响微生物死亡残留物量,如何构建活体微生物、微生物死亡残体和土壤有机碳形成之间的关系等的研究较缺乏。 基于此,中国科学院沈阳应用生态研究所生物地球化学组以中国东部南北分布的16个森林生态系统为研究对象(图1),选取土壤微生物碳利用效率、微生物量周转速率和微生物生物量作为微生物生理参数,选取氨基糖作为微生物死亡残留物指标,分析区域尺度下气候、土壤条件、微生物特性等生物和非生物因素对土壤有机碳形成的影响。研究发现:(1)土壤有机碳与微生物生物量碳、氨基糖含量均呈显著正相关关系,与年均气温和降水均呈显著负相关关系;一般线性模型结果显示,具有微生物碳利用效率、周转速率和微生物残留物的模型能更......阅读全文

高寒荒漠和草原土壤固碳微生物的研究

  固碳微生物是一类与植物相似将大气CO2转化为有机质的微生物。土壤微生物固碳功能的重要性最近几年才逐渐被认识,但土壤固碳微生物群落特征、固碳潜力及其环境因子驱动机制尚未被认识。干旱半干旱生态系统约占全球陆地面积的41%,该生态系统植被生长受到包括土壤水分在内的多种环境因子限制,凸显土壤微生物固碳的

青藏高原所高寒荒漠和草原土壤固碳微生物研究获进展

固碳微生物是一类与植物相似将大气CO2转化为有机质的微生物。土壤微生物固碳功能的重要性最近几年才逐渐被认识,但土壤固碳微生物群落特征、固碳潜力及其环境因子驱动机制尚未被认识。干旱半干旱生态系统约占全球陆地面积的41%,该生态系统植被生长受到包括土壤水分在内的多种环境因子限制,凸显土壤微生物固碳的重要

碳同位素技术在土壤碳循环研究中的应用

碳在土壤中的储量和存储时间是陆地生态系统碳库中最大和最长的,而土地利用方式会影响到土壤碳储量及其循环周期,因此有效的土地利用管理可使土壤成为一个碳汇。土壤储存碳的过程就是土壤有机碳动态平衡的变化,因此认识土壤有机碳的动态变化是揭示土壤碳循环过程及其调控机制的重要方面。首先介绍了碳的一种稳定性同位素(

土壤微生物与土壤养分之间的相关关系分析

土壤养分是土壤微生物生存的物质基础,所以土壤养分的好坏和成分决定了微生物量的大小,土壤微生物量C、N被认为是土壤活性养分的储存库,是植物生长可利用养分的重要来源,土壤养分的组成与好坏,酸碱度、盐度、氮磷钾含量等都可以使用土壤养分测试仪来进行测定。土壤微生物量对土壤养分的转化和供应起重要作用。试验中土

后京都时代:森林碳汇研究先行一步

于发展中国家的温室气体排放限制问题,《京都议定书》中未作出具体的时间规定,但要求发展中国家在2012年《京都议定书》第一承诺期结束后(即所谓后京都时代),对其温室气体排放进行限制,以实现在全球范围内限制温室气体的排放。   后京都时代:森林碳汇研究先行一步  图为江西的一处

我国研究团队在土壤微生物碳泵储碳机制研究获系列进展

  土壤碳的周转与截获机制是碳生物地球化学循环过程研究领域中的热点和难点。土壤碳汇功能的提升是提高粮食安全、改善水质、维持生物多样性、保育土地健康等的关键,也是积极响应我国黑土地保护工程与国际“碳中和”发展战略、应对全球气候危机的必由之路。土壤有机碳(SOC)在陆地生态系统土壤里主要以有机质(SOM

454高通量测序——研究土壤微生物的新手段

  在陆地生态系统中,在土壤中生活有数量庞大的微生物种群,包括原核微生物如细菌、蓝细菌、放线菌及超显微结构微生物, 以及真核生物如真菌、藻类( 蓝藻除外) 、地衣等。它们与植物和动物有着明确的分工,主要扮演“分解者”的角色,几乎参与土壤中一切生物和生物化学反应,担负着地球C、N、P、S 等物质循环的

454高通量测序-研究土壤微生物的新手段

在陆地生态系统中,在土壤中生活有数量庞大的微生物种群,包括原核微生物如细菌、蓝细菌、放线菌及超显微结构微生物, 以及真核生物如真菌、藻类( 蓝藻除外) 、地衣等。它们与植物和动物有着明确的分工,主要扮演“分解者”的角色,几乎参与土壤中一切生物和生物化学反应,担负着地球C、N、P、S 等物质循环

研究揭示耕作方式对农田土壤微生物固定二氧化碳影响

  由中国科学院亚热带农业生态研究所研究员吴金水领衔的农业生态过程方向研究团队近日在耕作方式(免耕与翻耕)对亚热带稻田和旱地土壤自养微生物固定CO2功能与固碳微生物(细菌cbbL)数量的影响方面取得了新进展。  土壤耕作作为农田管理的重要技术措施,是改善土壤耕层质量、培肥地力的重要途径,对土壤生态环

稻田生态系统持续生产力研究通过验收

“稻田生态系统持续生产力与生态功能协调机制研究”通过验收  3月15日,中科院亚热带农业生态研究所吴金水研究员主持的中科院知识创新工程重要方向性项目“稻田生态系统持续生产力与生态功能协调机制研究”通过了课题验收。专家组由华中农业大学、中科院南京土壤所、中科院生态环境中心等单位组成。 

科研人员揭示激发效应的土壤碳调控因素

  土壤是陆地生态系统最大的碳库,其大小取决于植物碳输入和微生物碳输出之间的动态平衡。作为植物-微生物相互作用的关键环节,土壤碳激发效应是指植物碳输入导致土壤有机碳分解加速或减慢的现象,在一定程度上决定着土壤碳库的周转速率。因此,阐明土壤碳激发效应的大尺度格局及其调控因素,有助于认识土壤碳库对气候变

植物所揭示土壤碳激发效应的关键调控因素

  土壤是陆地生态系统最大的碳库,其大小取决于植物碳输入和微生物碳输出之间的动态平衡。作为植物-微生物相互作用的关键环节,土壤碳激发效应是指植物碳输入导致土壤有机碳分解加速或减慢的现象,在一定程度上决定着土壤碳库的周转速率。因此,阐明土壤碳激发效应的大尺度格局及其调控因素,有助于认识土壤碳库对气候变

华南植物园验证微生物对土壤碳分解的调控作用

  了解微生物对土壤碳循环的调控机制有利于人们更好地理解全球环境变化下土壤碳的动态变化情况。然而,大多数的土壤碳模型缺乏对微生物的参数控制并且缺乏长期野外观测数据的验证。   中国科学院华南植物园鼎湖山站副研究员黄文娟在美国橡树岭国家实验室开展合作研究期间,与华南植物园研究员周国逸等及美国王纲胜博士

外源养分添加和土壤团聚体结构对微生物残体影响

  热带森林生态系统通常受磷的限制,氮沉降增加会加剧生态系统磷限制的程度,进而影响土壤碳循环过程。微生物残体不仅是土壤有机碳库的重要贡献来源,也可以通过土壤团聚体结构的调控间接影响土壤有机碳库的稳定性。但是关于土壤养分的可获得性、团聚体结构以及它们的交互作用如何影响微生物残体的积累及其对有机碳库的贡

纳米二次离子质谱技术在 微生物生态学研究中的应用

纳米二次离子质谱技术(NanoSIMS)在 微生物生态学研究中的应用氮(N)、碳(C)、硫(S)等生命元素的生物地球化学循环过程主要由微生物所驱动。 耦合分析自然环境中 微生物遗传多样性与其代谢多样性是当今微生物生态学研究的难点和热点。 自然环境中的微生物多样性极 为丰富,每吨土壤中的微生物类

土地利用变化对土壤碳分解酶活性的影响研究取得进展

  土壤是陆地生态系统中最重要的碳库,而由微生物驱动的有机碳分解对全球碳循环具有重要影响。土壤微生物主要通过其分泌的胞外酶参与土壤的碳循环。土地利用变化导致土壤有机质的质量和数量以及土壤理化特性的改变,这些都会导致生态系统中土壤微生物群落的变化,从而影响其分泌的胞外酶活性。然而土壤碳循环相关酶活性对

土壤测试仪对黑土肥力与微生物关系的分析

大量的微生物群落生存在土壤生态系统中,对土壤的物质转化和能量流动有着重要的作用。 土壤微生物量作为土壤肥力的生物指标已经在红壤、红黄壤、紫色土等土壤中进行了较多的研究,但有关这方面的研究在黑土上却鲜有报道,本文就是对黑土土壤微 生物量进行了分析,旨在为土壤微生物量作为评价黑土肥力指标方面作一些探讨,

沈阳生态所在碳同位素指征土壤碳周转研究中获进展

  土壤是陆地生态系统中重要的碳库,其微小的改变都可能促进地表大气CO2浓度的升高,进而影响地球系统的生物地球化学循环过程。干旱和半干旱草地土壤碳储量约占全球土壤总碳库的15%,研究此区域土壤碳的周转及影响因素,对预测全球变化下干旱区碳库的动态显得尤为重要。  碳同位素(13C)能够指示土壤中碳的来

我国发现橡胶林下种植大叶千斤可提高土壤硝态氮含量

  大叶千斤拔(Flemingia macrophylla)为蝶形花科千斤拔属多年生直立灌木,固氮能力较强。橡胶-大叶千斤拔复合林作为环境友好型橡胶林建设的主要推广模式之一,已在版纳地区进行了一定规模的种植。橡胶林和橡胶-大叶千斤拔复合林  版纳植物园农林复合生态系统研究组刘长安副研究员等科研人员通

我国学者在土壤有机碳矿化研究取得新进展

  近日,中国科学院亚热带农业生态研究所环江喀斯特生态系统观测研究站王克林研究员团队在土壤有机碳矿化及微生物群落丰度及遗传多样性研究方面取得新进展。图1 添加14C-CaCO3和14C-稻草后土壤有机碳矿化的激发效应  土壤碳库对于温室效应与全球气候变化有着重要的控制作用,而有机碳矿化是土壤碳循环的

全球变暖将使土壤释放大量碳

  一国际研究小组在11月30日的《自然》杂志线上版发表论文称,到本世纪中叶,气候变暖可能会导致全球土壤释放550亿吨的碳,占同期人类活动所致碳排放总量的12%至17%,相当于地球上又出现了一个与美国相当的工业化国家。   科学家们推测,气候变暖可能会改变土壤储碳能力,使大量的碳释放出来,导致气候变

我国揭示稻田有机碳矿化速率与生物因子等之间的关系

  在亚热带农田土壤中,淹水稻田土壤有机碳及微生物生物量均高于毗邻旱地土壤,而稻田土壤中有机碳矿化速率却低于旱地土壤。导致稻田与旱地土壤固碳差异的关键原因有哪些?有机碳矿化与生物及环境因子之间的作用关系如何?等问题尚不清楚,但这些问题有助于揭示稻田固碳机理及其持续固碳潜力大小。  基于此,中科院亚热

生育期和施氮对水稻根际沉积碳的微生物利用机制获进展

  根际沉积过程可为土壤微生物提供易于利用的碳源和能源,其在生态系统中调节土壤碳和养分循环中起重要作用,并对碳的固定作用产生强烈影响。水稻根际碳在水稻生长过程中的动态变化过程及其在微生物群落中的分配以及氮肥对该过程的影响机制尚不清楚。研究稻田土壤中水稻根际碳氮循环及其对微生物群落结构的调节有利于科学

中科院亚热带所水稻根际沉积碳微生物利用研究获进展

  中科院亚热带农业所研究人员发现了水稻根际沉积碳在水稻不同生育期内的周转特征,相关论文近日发表在《国际土壤科学杂志》上。  根际沉积过程可为土壤微生物提供易于利用的碳源和能源,其在生态系统中调节土壤碳和养分循环中起重要作用,并对碳的固定作用产生强烈影响。水稻根际碳在水稻生长过程中的动态变化过程及其

生育期和施氮对水稻根际沉积碳的微生物利用机制

  根际沉积过程可为土壤微生物提供易于利用的碳源和能源,其在生态系统中调节土壤碳和养分循环中起重要作用,并对碳的固定作用产生强烈影响。水稻根际碳在水稻生长过程中的动态变化过程及其在微生物群落中的分配以及氮肥对该过程的影响机制尚不清楚。研究稻田土壤中水稻根际碳氮循环及其对微生物群落结构的调节有利于科学

《科学通报》:高寒生态系统退化加速青藏高原碳流失

专家认为解决办法在于提高当地生物量和植被光合作用能力  气候变暖将导致土壤释放出大量的碳,碳排放又增强了全球变暖的趋势,从而形成恶性循环。青藏高原正是一个可能对气候变化产生影响的巨大碳库。我国科学家通过对青藏高原风火山地区高寒草地CO2排放通量的研究发现,随着退化程度的加剧,高寒草甸碳排放

东北地理所揭示大豆光合碳在不同有机质黑土中的转化差异

  光合碳在植物-土壤-微生物间的转化深刻影响土壤碳及全球碳循环。然而,大豆光合碳在不同土壤中的转化,以及对土壤碳沉积的贡献还鲜见报道。   中科院东北地理与农业生态研究所金剑研究员等开展研究,通过对生长在高、中、低有机质黑土上的大豆进行CO2标记,解析光合碳在地下部的动态去向。研究结果表明,在低

自养微生物光合同化碳层次分布与传输研究获进展

  由中科院亚热带农业生态研究所主持工作副所长吴金水研究员领衔的农业生态过程方向研究团队近日在土壤自养微生物光合同化碳的层次分布与传输研究方面取得了新进展。   该团队在前期发现土壤微生物具有可观的碳同化能力的基础上,运用同位素连续标记技术结合分子生物学技术,对土壤自养微生物光合同化碳的层次分布与

亚热带生态所揭示水稻光合碳的微生物利用机制

  由中国科学院亚热带农业生态研究所研究员吴金水领衔的农业生态过程方向研究团队近日在水稻光合碳的微生物利用机制方面取得了新进展。  作物光合碳以根际沉积物的形式进入土壤,是根际微生物的主要碳源和能量来源。根际微生物能够通过自身代谢活动将这部分碳源或以气体的形式返回大气,或以有机质的形式存储于土壤中。

杨元合小组发现冻土区土壤碳库变化大尺度证据

  记者日前从中国科学院植物研究所获悉,该所研究员杨元合研究组的一项研究发现,过去10年间青藏高原冻土区活动层土壤碳库在以一定速率显著增加,土壤碳的积累仅发生在下层土壤,并且主要源于有机碳含量的增加。上述结果证明青藏高原冻土区活动层土壤是个显著的“碳汇”。该成果近期在线发表在《自然-地球科学》杂志上