稳定性同位素技术在土壤重要有机组分循环转化研究中的应用

土壤有机质包含多种不同结构的有机物质,如碳水化合物(中性糖、氨基糖)、蛋白质(氨基酸)、木质素等,这些组分在土壤中的保留时间从几天到几百万年,在有机质循环过程中的积累和转化动态各有特征,其作用和贡献也有所不同。由于有机质各组分本身在土壤中稳定存在,只有利用同位素示踪技术才能定量研究有机质及其组分的循环动态。本文概述了利用稳定同位素示踪技术研究有机质中的一些重要组分的来源、可利用性和转化动态及其生物标识作用的进展情况,从而深入了解土壤有机质循环转化动态及调控机制。

华南亚热带山地土壤有机质更新特征及其影响因子

选择鼎湖山自然保护区及中国科学院华南植物研究所小良生态站 6个土壤剖面 ,根据土壤有机质碳稳定同位素特征、14 C放射性水平、有机质含量、粒度特征 ,研究土壤有机质更新特征及其制约因素。结果表明 ,土壤有机质分解呈明显阶段性 :有机质快速分解发生在 0～ 1 0 0 a之内 ,自地表向下 ,有机质含量急剧降低 ,因碳同位素分馏效应 ,有机质 δ13C值迅速增加 ;至 1 70 /2 40 a,有机质 δ13C值达最大 ;自 1 70 /2 40～ 80 0 /1 40 0 a,有机质分解速度变慢 ,有机质含量缓慢降低 ,因高 δ13C值组分分解 ,δ13C值逐渐减小 ;约在 1 5 0 0 a之后 ,有机质含量变化甚微 ,δ13C值趋于稳定。对比研究表明 ,粘粒对有机质赋存状态及其更新有直接影响 ,粒度是制约土壤有机质动态的重要因子 ;地表植被类型及其发育特征直接影响土壤有机质更新 ,在植被类型相似情况下 ,植被覆盖史对土壤剖面有机质动态有明显影响。

基于稳定碳同位素分析宁夏典型林分土壤有机碳分布格局及影响因素

选择宁夏自北向南方向的贺兰山、罗山和六盘山(3座山的降水量呈现逐渐增加的趋势)共有的青海云杉林和油松林土壤作为研究对象,分析两种针叶林土壤有机碳特征[土壤有机碳(SOC)含量、稳定碳同位素组成(δ13 C)和有机碳分解速率(β值)]的变化情况,并采用冗余分析法分析土壤化学指标对土壤有机碳特征的影响作用,探究干旱半干旱区土壤稳定碳同位素特征,为揭示干旱区山地森林土壤碳动态变化规律提供依据。结果表明:(1)随样地降水量的增加,青海云杉和油松林地土壤SOC含量均逐渐增加,而土壤δ13 C和β值均逐渐减少,且在同等降水量条件下,青海云杉比油松更有利于土壤有机碳的累积。(2)青海云杉和油松林地土壤SOC含量均随土层深度的增加而下降,而其有机碳δ13 C均随土层深度的增加而增加。(3)宁夏贺兰山、罗山和六盘山青海云杉、油松森林土壤有机碳特征与其土壤化学指标间的冗余分析发现,碱解氮是影响土壤有机碳分布特征的主导因子。