新研究揭示酸化森林土壤有機(jī)碳累積機(jī)制

近日，中國科學(xué)院華南植物園科研人員依托廣東鼎湖山森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測(cè)研究站長(zhǎng)期模擬酸添加控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，研究揭示了酸化森林土壤有機(jī)碳累積機(jī)制。相關(guān)成果在線發(fā)表于《植物與土壤》。

 

酸添加下土壤有機(jī)碳累積框架圖。受訪者供圖

 

我國南方森林土壤貢獻(xiàn)了全國森林土壤有機(jī)碳的50%以上，而且森林土壤固碳仍然在持續(xù)的增加。深度發(fā)育的熱帶亞熱帶森林土壤已嚴(yán)重酸化，基于物質(zhì)輸入輸出平衡原理，酸化的土壤因Al3+聚集產(chǎn)生鋁毒使輸入土壤有機(jī)質(zhì)減少。然而，前期研究表明其作為碳匯林的生態(tài)功能尚在，但目前關(guān)于深度酸化的森林土壤還在持續(xù)積累有機(jī)碳的機(jī)理不清楚。

 

為此，中國科學(xué)院華南植物園生態(tài)中心博士俞夢(mèng)笑在研究員閆俊華和王應(yīng)平的共同指導(dǎo)下，對(duì)酸添加處理下季風(fēng)常綠闊葉林土壤有機(jī)碳累積及固存機(jī)制開展研究。研究發(fā)現(xiàn)，從碳組分看，長(zhǎng)期酸添加顯著促進(jìn)土壤顆粒有機(jī)碳（POC）和礦質(zhì)結(jié)合碳（MAOC）的累積；從碳的來源看，長(zhǎng)期酸添加下微生物殘?bào)w碳累積降低，而植物源的木質(zhì)素酚顯著增加。

 

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，酸添加帶來的土壤木質(zhì)素酚的增加和土壤微生物分解抑制促進(jìn)了POC的累積，而MAOC的累積則主要?dú)w因于鐵鋁氧化物和金屬陽離子的有機(jī)礦質(zhì)保護(hù)作用。該研究結(jié)果表明隨著土壤酸化，土壤礦質(zhì)保護(hù)作用與植物源碳的持續(xù)輸入提高了土壤有機(jī)碳的固存與穩(wěn)定。

 

該研究強(qiáng)調(diào)了森林土壤酸化促進(jìn)了礦質(zhì)保護(hù)機(jī)制和植物源碳的累積。該發(fā)現(xiàn)從機(jī)理上支撐了深度酸化森林土壤持續(xù)固碳增匯的功能。