土壤自養(yǎng)微生物碳同化能力及其同化碳在不同碳庫中的分配特征研究.pdf

1、土壤碳循環(huán)是陸地生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量流動的重要環(huán)節(jié)。土壤微生物同化大氣CO2作為碳循環(huán)的一個重要環(huán)節(jié)，主要是由土壤中具有碳同化能力的自養(yǎng)微生物所調(diào)控的生物化學(xué)過程。在微生物同化大氣CO2過程的研究中，我們主要集中于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳同化過程。而自養(yǎng)微生物廣泛分布于不同的生態(tài)系統(tǒng)中，具有很強的環(huán)境適應(yīng)能力，可以在多種環(huán)境條件下如自然濕地、廣闊草原和林地等生境中參與CO2的同化過程。因而，從整個生物圈的物質(zhì)和能量流角度來看，研究不同生態(tài)系統(tǒng)自養(yǎng)微

2、生物的CO2同化功能及其同化碳的轉(zhuǎn)化對于完善碳循環(huán)理論具有重要意義。
　　本文采用14C連續(xù)標(biāo)記技術(shù)結(jié)合密閉系統(tǒng)培養(yǎng)，定量研究了典型稻田土壤與自然土壤（草地土、林地土、濕地土）微生物同化碳向土壤系統(tǒng)的輸入及其在土壤活性碳庫、在土壤不同粒徑及其腐殖質(zhì)組分中的分配特征與貢獻，結(jié)果表明:
　　1)土壤自養(yǎng)微生物具有可觀的CO2同化潛力，在本實驗條件下估算，全球每年表層(0～20 cm)土壤通過自養(yǎng)微生物的同化作用可固定的大氣CO2

3、為0.85-9.3Pg。培養(yǎng)45 d后，8種供試土壤14C-SOC含量范圍為17.45-190.79 mg·kg-1。14C-SOC含量從高到低依次為濕地土壤＞稻田土壤＞草地土壤＞林地土壤。碳同化速率從高到低依次為濕地土壤＞稻田土壤＞草地土壤＞林地土壤。
　　2)自養(yǎng)微生物同化碳在土壤微生物量碳庫中分配量高于土壤可溶性有機碳庫，但不同類型土壤在不同活性碳庫的分配特征不同。培養(yǎng)45d后，濕地土壤14C-DOC含量最高，為7.41 m

4、g·kg-1，稻田土壤14C-DOC含量次之（平均含量為3.5 mg·kg-1），草地土壤為1.81 mg·kg-1，高于林地土壤(1.17 mg·kg-1)。與自養(yǎng)微生物同化碳在土壤可溶性碳庫中的分配特征類似，濕地土壤14C-MBC含量最高（56.87 mg·kg-1），稻田土壤平均為12.41 mg·kg-1。草地土、林地土14C-MBC含量最少，分別只有2.21 mg·kg-1、2.11 mg·kg-1。水稻土和濕地土14C-MB

5、C和14C-DOC含量均高于草地土和林地土。
　　3)不同粒徑團聚體中自養(yǎng)微生物同化碳的的含量呈顯著性差異，且不同類型土壤自養(yǎng)微生物同化碳在不同粒徑團聚體中的分配特征不同。在稻田土壤P2(嘉興水稻土)、P3（常德沖積土）、P4（鷹潭水稻土）以及草原土、林地土中，自養(yǎng)微生物同化碳主要貯存在＜53μm團聚體中。但是對于稻田土壤P1（常德紅壤）、P5（雷州水稻土）而言，＞250μm團聚體14C含量最高，分別為88.86mg kg-1、6

6、2.00 mg kg-1。而濕地土壤中自養(yǎng)微生物同化碳則主要貯存在53-250μm團聚體中。
　　4)土壤微生物同化碳在腐殖質(zhì)組分中的分配也表現(xiàn)出顯著性差異，且土壤類型不同腐殖質(zhì)各組分14C含量不同。總體表現(xiàn)出胡敏素(14C-Hu)＞富啡酸(14C-FA)＞胡敏酸(14C-HA)。濕地土壤14C-Hu含量最高，達到134.37 mg·kg-1。稻田土壤14C-Hu含量范圍為47.38-129.87 mg·kg-1。草地土壤和林地土