《芒萁對退化紅壤碳積累的貢獻及關鍵影響機制》是依託福建師範大學，由謝錦升擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：芒萁對退化紅壤碳積累的貢獻及關鍵影響機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：謝錦升
- 依託單位：福建師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
退化土壤具有巨大的固碳潛力，其碳庫積累機制已成為當前國際研究熱點。中國南方侵蝕紅壤區土壤有機質是森林植被恢復的重要驅動力，前期研究表明林下植被芒萁在土壤有機質積累過程中扮演著關鍵角色，但芒萁對土壤碳積累的相對貢獻及其影響機制並不清楚。本項目擬以福建省長汀縣河田鎮典型侵蝕退化紅壤山地為研究區，利用野外控制實驗結契約位素與生物標誌物技術，通過比較不同恢復年限的馬尾松林中芒萁覆蓋和林下裸地土壤有機碳的儲量、組分及其生物標誌大分子的差異，揭示芒萁對土壤有機碳積累的相對貢獻；在此基礎上利用野外和室內模擬實驗結合有機碳分組、核磁共振與磷脂脂肪酸等技術，研究芒萁淋溶產生的可溶性有機碳數量及結構、微生物功能群以及新形成有機碳的穩定性等關鍵因素的變化，闡明芒萁對退化紅壤碳積累的影響機制。研究結果對深入理解退化紅壤固碳機理具有重要科學價值，對紅壤侵蝕區生態恢復和林下植被管理具有重要意義。
結題摘要
退化土壤具有巨大的固碳潛力。芒萁是中國南方侵蝕退化紅壤區馬尾松林的重要伴生植物，但其對土壤碳積累的相對貢獻及其影響機制並不清楚。本項目以福建省長汀縣河田鎮典型侵蝕退化紅壤山地為研究區，利用野外控制實驗結契約位素、生物標誌物技術、有機碳分組、核磁共振與磷脂脂肪酸等技術，研究了不同恢復年限的馬尾松林中芒萁覆蓋和林下裸地土壤有機碳的儲量及其生物標誌大分子的差異，芒萁淋溶產生的可溶性有機碳數量及結構、微生物功能群以及有機碳的穩定性等關鍵因素的變化，得出了以下主要結論： （1）發現芒萁覆蓋顯著增加了馬尾松林土壤碳儲量，芒萁覆蓋的土壤有機碳同位素與芒萁葉片和根系的碳同位素比與馬尾松的關係更密切；芒萁與馬尾松的凋落物和細根中的生物標誌物二羥基苯甲酸/酚類物質（DHA/V）具有顯著差異，可用於計算芒萁與馬尾松對土壤碳積累的相對貢獻，並據此揭示了退化紅壤馬尾松林恢復早期土壤碳的積累50-70%來自於芒萁。 （2）發現芒萁覆蓋除了增加枯落物輸入量外，還增加了芒萁鮮葉淋溶的DOC輸入，而且比馬尾松鮮葉淋溶的DOC更容易進入深層土壤，有利於深層土壤碳的積累。 （3）發現芒萁覆蓋顯著增加了土壤各類群微生物數量，改變了群落結構組成，土壤生態系統變得更穩定，土壤的養分可利用性更高，有利於土壤碳的積累，而土壤C/N、pH和氮素水平是調控芒萁覆蓋下土壤微生物生物量和群落結構的主要生態因子。 （4）植被恢復和芒萁覆蓋均顯著增加了土壤呼吸，同一恢復年限樣地內芒萁覆蓋改善了土壤呼吸與溫度的關係，而不同恢復年限的樣地間凋落物歸還量是調控土壤呼吸的主導因子。 （5）基於土壤有機碳分解過程的同位素分餾模型，發現林下芒萁促進紅壤侵蝕區土壤有機碳的穩定性。通過13C核磁共振分析發現，未治理地土壤有機碳的結構相對簡單，隨著恢復年限增加，土壤有機碳的結構變得更加複雜。 以上結果表明，侵蝕地的林下植被的恢復對土壤有機碳的積累具有重要作用，為侵蝕退化土壤碳管理提供了科學依據。
