亞熱帶森林土壤黑碳含量及穩定性研究

《亞熱帶森林土壤黑碳含量及穩定性研究》是依託福建師範大學，由尹雲鋒擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：亞熱帶森林土壤黑碳含量及穩定性研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：尹雲鋒
• 依託單位：福建師範大學

項目摘要

黑碳是土壤惰性碳庫的重要組成部分，相關研究已成為國際碳循環領域的熱點。本項目旨在利用同位素13C標記和13C核磁共振技術，結合熱化學和分子標記方法，通過野外原位培養試驗和室內培養實驗，研究亞熱帶森林土壤黑碳含量、影響因素和分配規律、分析黑碳的主要來源，揭示亞熱帶森林土壤黑碳的穩定性機制，為深入認識和評價黑碳在森林土壤碳循環中的作用和貢獻提供科學依據。

結題摘要

黑碳（BC）是土壤惰性碳庫的重要組分，在土壤碳（C）循環中扮演重要角色。近年有關土壤BC研究受到了學術界的廣泛關注，特別是人工製備的BC（或生物質炭biochar）。本項目以亞熱帶典型森林土壤為研究對象，通過野外原位和室內培養實驗，研究亞熱帶森林土壤黑碳含量、分布規律與影響因素，發現亞熱帶森林土壤BC/SOC比例約為10%，BC主要分布在大粒級團聚體中。天然林轉換為人工林後不同土層的SOC及BC儲量顯著下降，但火燒對SOC和BC儲量的影響並不大。杉木人工林土壤添加BC後N2O排放速率平均增加54%，施氮處理的增加幅度更大；但細柄阿丁楓天然林不同，BC使N2O排放速率平均減少17%，施氮的處理中降低的幅度更大。在杉木人工林土壤中，BC添加土壤CO2排放速率明顯增加，在細柄阿丁楓天然林土壤中，BC對CO2排放量的影響則不明顯。培養實驗表明，秸稈及其製備的BC添加對土壤團聚體中新形成碳和原有機碳的影響截然不同。培養112 d，來自秸稈和BC的新碳主要進入到50 ~ 250 μm團聚體中，比例為70.3%~75.3%。對於同一粒級團聚體，秸稈和BC處理的區別，主要體現在新碳分配上，而對原有機碳的影響並不顯著。BC分解率為2%，並且低溫熱解製備的BC分解速率明顯高於高溫熱解的；秸稈添加后土壤可溶性碳和微生物碳顯著提高，但BC添加後兩者明顯下降。儘管BC穩定，但13C數據表明依然可以被微生物利用。本研究拓展了森林土壤BC研究的深度，為深入評價BC在亞熱帶森林土壤碳循環研究中的作用和貢獻提供科學依據。