专栏名称: Carbon Research
An international multidisciplinary platform for communicating advances in fundamental and applied research on carbon.
目录
相关文章推荐
51好读  ›  专栏  ›  Carbon Research

Carbon Research | 揭示常年淹水塘田的碳动态：对土壤有机碳积累与可持续管理的见解

Carbon Research  · 公众号  ·  · 2025-02-10 12:00

正文

请到「今天看啥」查看全文



摘要
全年淹水的农业生态系统在全球碳循环中具有重要作用。大量研究聚焦于稻田的碳封存，但对于全年淹水的塘田 却 缺乏深入研究。本研究以种植水生蔬菜芡实（ Semen Euryales ）的塘田为对象，分析了种植年限为 0年、24年和60年的塘田底泥有机碳（SOC）的累积及其组成变化。结果表明，SOC随种植年限逐渐增加，其累积主要由颗粒态有机碳（POC）和矿物结合态有机碳（MAOC）的变化驱动。在60年内，SOC从7.49 g/kg 显著增加到46.10 g/kg，其中POC的贡献从12.0%上升至42.0%，而MAOC的贡献从87.8%下降至58.0%。 在芡实种植 24年和60年的塘田中， 生物标志物 木质素酚含量 （植物源碳） 从 11.0%增加至68.8%，而 生物标志物 氨基糖的含量 （微生物源碳） 从 89.0%下降至31.2% ，微生物 磷脂脂肪酸（ PLFA）总量分别下降了40.6%和43.8%，表明 长期的 厌氧 生境 限制了微生物 活性并 抑制了微生物的分解作用，促进了 以 芡实残体 为 植物源 碳的 POC的积累。同时，微生物残体 、 尤其是真菌残体，在 MAOC稳定 化 中发挥了关键作用。 可见 ， 塘田长期 的淹水 厌氧 条件既增强了 POC的积累，也促进了MAOC的稳定。研究结果 可 为塘田可持续碳管理和气候变化缓解策略提供科学依据。

图文摘要


亮点
  • 揭示塘泥有机碳累积特征：明确了淹水连作下，颗粒态和矿物结合态有机碳对塘泥有机碳积累的差异化贡献。
  • 阐明厌氧生境通过抑制微生物分解和促进植物残体与微生物残体累 积 ，驱动塘泥有机碳的长期增长和稳定化。
  • 研究提出 了 塘田碳 累积的适应性 策略，为优化 塘田 碳管理实践和 应对 全球气候变化提供科学依据与创新思路。

要点图例
图1 不同 年限
芡实 种植 塘田的土壤组分

图2 不同 年限
芡实 种植 塘田
的SOC（a）、 <53μm的土壤组分（以MAOC形态储存的组分）和 >53μm的土壤组分（
以
POC 形态 储存的组分
）的含量（b）
图 3 不同 年限
芡实 种植 塘田
中POC和MAOC对SOC的贡献（a）以及MAOC和POC的C/N （b）
图4 不同 年限
芡实 种植 塘田
土壤中木质素酚和氨基糖的含量（a-c）及其百分比（ d-f ）


图 5 不同 年限
芡实 种植 塘田
土壤中肉桂基与香草基的比率（C/V）和丁香基与香草基的比率（S/V） （a） ，以及香草基（V）或丁香基（S）酚类的酸醛比（ Ad/Al ） （b）
图6 不同 年限
芡实 种植 塘田
土壤中的总微生物PLFA（a）以及革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的比率（ G + / G - ） （b）

图7 不同年限 芡实 种 植 土壤样本中的SOC、POC、MAOC、木质素酚、氨基糖、PLFA、 G + / G - 、香草酸/香草醛比率（ (Ad/Al ) V ）、丁香酸/丁香醛比率（ (Ad/Al ) S 和pH的偏最小二乘结构方程模型分析 （a） ， 自变量对 土壤样本中SOC的间接路径系 数 （b）

结论

  • 长期淹水 厌氧生境 促进 了塘泥 有机碳 和各组分的 积累 ，该过程由植物源残体形成的 颗粒态有机碳 主导 ，其贡献从 12.0%升至42.0%。

  • 持续淹水的厌氧条件降低微生物 活性 ，促进真菌残体积累，强化其在矿物结合态有机碳 形成和 稳定化中的关键作用。
  • 研究揭示了植物源和微生物源碳在 SOC累积中的差异化作用，为塘田系统的可持续碳管理提供了科学支撑。


作者简介

第一作者 校亮 副 教授

肇庆学院特聘专才，副教授。 Jackson State University访问学者 、广东省科普讲师团成员。主要从事土壤固碳培肥和低碳农业研究工作。

通讯作者 袁国栋
教授

肇庆学院特聘教授 ，广东省城郊生态环境与低碳农业重点实验室 主任 。 主要 从事 土壤学和碳中和技术研发 工作。


赞助基金项目： 广东省基础与应用基础研究基金（2022A1515110330）、 广东省环境健康与资源利用重点实验室 （2020B121201014）和广东省“百县千镇万村”科技特派员（KTP20240657） 等项目支持。


文章链接： https://doi.org/10.1007/s44246-024-00181 -6





Carbon Research 简介

高被引论文 （点击题目阅览）






改性生物炭：合成及其去除环境中重金属的机制

Modified biochar: synthesis and mechanism for removal of environmental heavy metals

更好地理解土壤中铁循环对碳的稳定及降解的作用

Towards a better understanding of the role of Fe cycling in soil for carbon stabilization and degradation

功能生物炭的制备及其修复污染土壤和水体的研究进展 Engineered biochar for environmental decontamination in aquatic and soil systems: a review





















木质素衍生碳材料：当前现状和未来发展趋势

Lignin Derived Carbon Materials: Current Status and Future Trends

土壤有机碳影响潜在有毒元素的氧化还原转化过程

Redox-induced Transformation of Potentially Toxic Elements with Organic Carbon in Soil







请到「今天看啥」查看全文


推荐文章
51CTO  ·  码农日常工具推荐
7 年前
心理测试  ·  心话 | 男生最反感的撩汉雷区，你踩了几个！
7 年前
酷玩实验室  ·  无人机VS小哥，没有人给我送外卖是什么体验？| 精选评论
7 年前
悉尼星尚  ·  大揭秘! 看了那么多年世界地图的你其实被骗了, 澳洲和中国其实没有你想象中那么小!
7 年前
相约新会  ·  【贯彻十九大 基层在行动】休息日不休息，新会这些办事窗口照常办公！
7 年前
Sov5搜索   ·   小百科   ·   今天看啥   ·   移动版
51好读 - 好文章就要读起来!