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变暖主导的气候变化对软土中土壤有机碳组分和聚集稳定性的影响
Geoderma ( IF 5.6 ) Pub Date : 2023-07-24 , DOI: 10.1016/j.geoderma.2023.116618
Meng Zhou , Yang Xiao , Xingyi Zhang , Yueyu Sui , Leilei Xiao , Jinkuo Lin , Richard M. Cruse , Guangwei Ding , Xiaobing Liu

软土中含有大量的土壤有机碳(SOC),极易受到气候变化的影响;因此,气候变化可以间接影响土壤团聚体稳定性,但影响团聚体稳定性的主导因素仍存在争议。这里,从2004年开始进行从高纬度到低纬度地区的土壤移栽试验,以研究变暖主导的气候变化(约3-4.7℃)对表层(0-20 cm)土壤OC组分数量和分子组成、团聚稳定性变化及其潜在机制的影响。原位确定了不同的初始土壤有机质(SOM)含量:50.6 g kg -1 (SOM5)、58.8 g kg -1 (SOM6) 和 108.9 g kg -1 (SOM11)土壤和移植土壤中以模拟变暖。15 年变暖主导的气候变化并未使较低 SOM 的 Mollisol(SOM5 和 SOM6)中的 SOC 含量发生明显变化,但较高 SOM Mollisol(SOM11)中的 SOC 含量增加了 13.3%。就不稳定OC组分而言,变暖主导的气候变化使溶解有机碳(DOC)含量显着增加20.1%~47.7%,但易氧化有机碳(EOC)和微生物量碳(MBC)含量减少22.1%~33.6%。无论采取何种处理方式,变暖主导的气候变化都会降低土壤团聚体稳定性,平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)减少41.7%–79.3%,分形维数(D)增加28.6%–58.5%。对于分层组织的土壤团聚体,变暖主导的气候变化增加了游离微团聚体(Fm-POM)以及非团聚淤泥+粘土大小有机物(nA-MOM)内颗粒有机物的比例和OC含量。然而,气候变化降低了大团聚体 (mM-MOM) 内微团聚体中淤泥 + 粘土大小部分的比例和 OC 含量。重要的是,变暖主导的气候变化增加了 mM-MOM、Fm-POM 和 nA-MOM 组分中碳水化合物的含量,并减少了木质素的含量。因此,我们推测,大团聚体和 nA-MOM 组分中矿物缔合的化学保护以及游离微团聚体中 POM 吸留的物理保护可能是软土长期气候变化下 SOC 稳定的主要机制。长期变暖主导的气候变化结果表明,对较高的SOM软土中的SOC含量、DOC、碳水化合物C、游离微团聚体相关C和非聚集粉土+粘土尺寸相关C有积极影响,但对EOC、MBC、木质素C、大团聚体内微团聚体C和聚集体稳定性产生负面影响。这些变量都导致了土壤团聚体稳定性的降低,并可能作为软土中由变暖主导的气候变化的敏感指标,进而影响农田生态系统的碳通量以应对进一步的气候变化。木质素 C、大团聚体 C 内的淤泥 + 粘土大小的微团聚体以及团聚体稳定性。这些变量都导致了土壤团聚体稳定性的降低,并可能作为软土中由变暖主导的气候变化的敏感指标,进而影响农田生态系统的碳通量以应对进一步的气候变化。木质素 C、大团聚体 C 内的淤泥 + 粘土大小的微团聚体以及团聚体稳定性。这些变量都导致了土壤团聚体稳定性的降低,并可能作为软土中由变暖主导的气候变化的敏感指标,进而影响农田生态系统的碳通量以应对进一步的气候变化。





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更新日期:2023-07-24
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