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“微生物碳泵”作用下的土壤有机碳稳定性及其吸附特性研究进展 被引量:1
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作者 李芳芳 李中文 +3 位作者 李宇轩 代然 周丹丹 杨时玲 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1155-1163,共9页
土壤有机质,特别是其相对稳定的组分,是控制污染物尤其是有机污染物吸附稳定的关键因素。微生物介导下的有机质再合成产物,即“微生物碳泵”作用下的有机碳,对稳定性碳库有重要贡献,其打破了以植物衍生物碳复杂分子结构为主导的稳定性... 土壤有机质,特别是其相对稳定的组分,是控制污染物尤其是有机污染物吸附稳定的关键因素。微生物介导下的有机质再合成产物,即“微生物碳泵”作用下的有机碳,对稳定性碳库有重要贡献,其打破了以植物衍生物碳复杂分子结构为主导的稳定性碳库的传统观点。因此,理解“微生物碳泵”作用下,有机碳稳定性机制及其与污染物的相互作用成为环境地学研究的新挑战。本文综述了不同微生物群落组成和无机矿物组分作用下,微生物来源的有机碳组成和性质及其稳定性研究;并重点强调“微生物碳泵”作用下,稳定性有机碳与污染物相互作用的研究进展。最后,展望了“微生物碳泵”作用下稳定性有机碳的未来研究方向,以期为提升土壤固碳能力、实现“固碳减排”举措、帮助土壤污染修复治理提供新思路。 展开更多
关键词 微生物碳泵 土壤有机 稳定性 污染物
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人工刺槐恢复林土壤微生物残体碳累积效应及其影响因素 被引量:1
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作者 王美璇 察心雨 +5 位作者 张硕弘 赵雨晴 王珺 韩新辉 杨改河 任成杰 《生态学报》 北大核心 2025年第7期3229-3239,共11页
系统地了解土壤微生物残体碳在人工林恢复过程中的变化特征及影响因素对评估人工林土壤碳汇具有重要意义。以黄土高原丘陵区不同恢复年限的人工刺槐林(14 a、20 a、30 a和45 a)以及邻近坡耕地为研究对象,通过生物标记物技术明确土壤微... 系统地了解土壤微生物残体碳在人工林恢复过程中的变化特征及影响因素对评估人工林土壤碳汇具有重要意义。以黄土高原丘陵区不同恢复年限的人工刺槐林(14 a、20 a、30 a和45 a)以及邻近坡耕地为研究对象,通过生物标记物技术明确土壤微生物残体碳累积和微生物碳泵效率,利用宏基因组测序揭示土壤微生物生活史策略,并探讨土壤微生物残体碳累积和微生物碳泵效率的关键驱动因素。研究结果表明,随着刺槐林恢复年限的增加,土壤微生物残体碳呈现上升趋势,而微生物碳泵效率呈下降趋势,表明在刺槐林恢复过程中土壤微生物残体碳的累积效应增强,但对土壤有机碳的贡献出现降低趋势。随机森林模型结果显示:除土壤养分和水分以外,土壤微生物生活史策略是调控微生物残体碳累积和微生物碳泵效率的关键驱动因素,即:土壤微生物碳泵效率与S-策略微生物呈正相关,与A-策略微生物呈负相关。进一步挖掘得出:S-策略微生物中损伤修复蛋白基因(Damage repair)和渗透调节基因(Osmoregulation)是微生物碳泵效率变异的两个重要预测因子,而A-策略微生物中为脂质代谢基因(Lipids)和木质素代谢基因(Lignin)。总体而言,研究明确了人工林恢复过程中土壤微生物残体碳和微生物碳泵效率的变化趋势,并通过土壤微生物生活史策略揭示其关键驱动因素。 展开更多
关键词 植被恢复 微生物残体 微生物碳泵效率 微生物生活史策略
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微生物调节CO_(2)封存研究进展
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作者 宋文涛 李术艺 +8 位作者 何宇 王鑫航 郭天赐 胡娜 胡译丹 蒋永光 姜舟 石良 董依然 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第4期323-336,共14页
二氧化碳(CO_(2))是一种重要的温室气体,其大气浓度的持续上升对全球气候变化和环境造成了显著影响。系统介绍了CO_(2)封存的多种形式,如地质封存和生物封存,并重点探讨了不同CO_(2)封存环境系统中的微生物作用及其生物地球化学过程。... 二氧化碳(CO_(2))是一种重要的温室气体,其大气浓度的持续上升对全球气候变化和环境造成了显著影响。系统介绍了CO_(2)封存的多种形式,如地质封存和生物封存,并重点探讨了不同CO_(2)封存环境系统中的微生物作用及其生物地球化学过程。结果发现:目前研究较多的CO_(2)封存环境系统包括深地和土壤碳封存环境系统,其中微生物活动对CO_(2)封存产生积极影响;海洋碳封存环境系统中也存在微生物碳泵的复杂作用;微生物和矿物之间的协同作用对于长期稳定的碳封存至关重要。未来研究需要进一步深入理解微生物与矿物在不同封存环境中的相互作用机制,以提高CO_(2)封存的效率和稳定性。深入理解这些过程,将有利于更好地设计和优化CO_(2)封存策略和碳通量管理,有效应对气候变化。 展开更多
关键词 CO_(2)封存 环境系统 微生物碳泵 微生物-矿物相互作用
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土壤“矿物碳泵(MnCP)”介导有机碳的固存与稳定机制 被引量:2
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作者 肖可青 李心男 +4 位作者 邢稳 冯孟熙 张铭 赵瑶 朱永官 《土壤学报》 北大核心 2025年第3期595-609,共15页
土壤有机碳是陆地生态系统中最大的碳库,在防治土壤退化、保育土壤健康和应对全球气候变化等方面发挥着关键作用。土壤矿物是土壤固相中的重要组成部分,其与土壤有机碳的相互作用直接影响着土壤界面活性、理化性质和肥力状况。矿物碳泵(... 土壤有机碳是陆地生态系统中最大的碳库,在防治土壤退化、保育土壤健康和应对全球气候变化等方面发挥着关键作用。土壤矿物是土壤固相中的重要组成部分,其与土壤有机碳的相互作用直接影响着土壤界面活性、理化性质和肥力状况。矿物碳泵(Mineral carbon pump,MnCP)概念强调了土壤矿物在活性有机碳固存中扮演着关键角色,阐述了矿物在土壤有机碳稳定过程中的功能定位。本文以矿物介导的土壤固碳过程为主线,系统梳理了MnCP的概念,详细介绍了MnCP介导的五种固碳机制、影响因素以及相关表征技术,并展望了MnCP框架下有待进一步探究的关键科学问题。 展开更多
关键词 矿物 矿物结合态有机 微生物碳泵 循环 机制 生物反应
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蚯蚓对土壤微生物残留物的影响研究评述与展望 被引量:4
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作者 廖家辉 李媛媛 +2 位作者 倪娟平 任婷婷 阮宏华 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第13期5260-5269,共10页
蚯蚓如何影响土壤有机碳的固持是土壤生态学的关键科学问题之一。蚯蚓能同时促进土壤有机碳分解和稳定,这种两面作用带来的不确定性被研究者称为“蚯蚓困境”。研究证据和新兴的“土壤微生物碳泵”概念模型表明土壤微生物残留物是土壤... 蚯蚓如何影响土壤有机碳的固持是土壤生态学的关键科学问题之一。蚯蚓能同时促进土壤有机碳分解和稳定,这种两面作用带来的不确定性被研究者称为“蚯蚓困境”。研究证据和新兴的“土壤微生物碳泵”概念模型表明土壤微生物残留物是土壤有机质的主要贡献者。为系统了解蚯蚓对土壤微生物残留物的影响与可能的机制,研究分析和总结了已有的国内外蚯蚓与微生物残留物(氨基糖)的相关研究成果,表明:(1)过往的研究忽略了蚯蚓对微生物残留物的影响,导致这一方向的研究严重滞后;(2)蚯蚓对土壤微生物残留物影响的方向和大小仍有很大的不确定性,可供量化分析其驱动机制的研究还很缺乏。研究尝试将蚯蚓整合到“土壤微生物碳泵”概念框架中,分析蚯蚓影响土壤微生物残留物3个方面的可能机制,即:(1)改变土壤微生物量、群落结构,(2)改变微生物生理特性,(3)改变土壤团聚体结构等,影响土壤有机碳的积累。同时,本文提出了未来相关研究的6个重点方向,包括:(1)蚯蚓对微生物的选择性取食,(2)肠道介导的微生物“涨落”现象,(3)蚯蚓对矿质结合有机物的“破坏”与“重组”,(4)蚯蚓引起的“激发”和“续埋”效应,(5)多生态型相互作用,(6)全球变化背景下的蚯蚓生态学等,以期为进一步揭示蚯蚓—微生物相互作用影响土壤有机碳累积与稳定性的机制提供参考。 展开更多
关键词 微生物坏死物 蚯蚓困境 土壤动物 氨基糖 土壤微生物碳泵 土壤有机
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土壤有机碳的稳定和形成:机制和模型 被引量:46
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作者 周正虎 刘琳 侯磊 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期11-22,共12页
土壤有机碳对自然气候解决方案的贡献可以达到25%,提高土壤碳储量是实现“碳中和”的重要途径。合理的土壤有机碳管理和精准的模型预测依赖于对土壤碳循环过程的清晰认识。然而,土壤有机碳的长期保存机制、来源和环境调控作用还不清楚... 土壤有机碳对自然气候解决方案的贡献可以达到25%,提高土壤碳储量是实现“碳中和”的重要途径。合理的土壤有机碳管理和精准的模型预测依赖于对土壤碳循环过程的清晰认识。然而,土壤有机碳的长期保存机制、来源和环境调控作用还不清楚。本文系统评述了土壤有机碳稳定(生化难分解性、矿物保护和团聚体保护)和形成(腐质化、微生物效率−基质稳定框架和微生物碳泵理论)的前沿理论和机制,在此基础上分析了目前土壤碳循环模型的发展(Century模型、微生物模型和微生物−矿物模型),并提出了未来试验和模型研究中亟需解决的关键科学问题。 展开更多
关键词 土壤有机 有机稳定性 矿物结合有机 土壤循环模型 微生物碳泵 土壤微生物群落
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侵蚀区植被恢复过程中土壤有机碳稳定性的研究进展 被引量:8
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作者 肖胜生 房焕英 +5 位作者 徐佳文 常梦琦 秦晓蕾 彭文杰 刘洪光 沈发兴 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期1-8,共8页
探究土壤有机碳(SOC)的组成、来源和稳定性机制是深入认识陆地碳汇功能和应对气候变化的关键。“增加土壤碳汇”与“稳定现存土壤碳汇”都是提升陆地生态系统碳固持能力的重要方面,地位同等重要。与“增汇”研究成果丰硕相比,“稳汇”... 探究土壤有机碳(SOC)的组成、来源和稳定性机制是深入认识陆地碳汇功能和应对气候变化的关键。“增加土壤碳汇”与“稳定现存土壤碳汇”都是提升陆地生态系统碳固持能力的重要方面,地位同等重要。与“增汇”研究成果丰硕相比,“稳汇”研究相对薄弱。侵蚀区进行植被恢复可以显著促进SOC积累,但由于侵蚀区存在碳素坡面侵蚀损失,其碳素积累效率低于其他生态系统类型区这一重要环节,导致目前有关侵蚀区及其水土保持植被恢复过程中SOC动态变化、稳定性及固持长期有效性等问题尚不清楚,微生物介导的SOC稳定机制尚未充分揭示。通过简要概括侵蚀区植被恢复过程中土壤碳素的积累效益和影响因素,综述植被恢复对土壤SOC及其活性组分稳定性的影响;在简要介绍土壤微生物在调控土壤碳素稳定性重要作用的基础上,梳理了基于微生物“碳泵”理论的土壤有机碳稳定性研究进展,特别是指出了随着植被恢复进程,侵蚀区土壤微生物介导的SOC动态变化,总结现有研究的不足。指出今后需要从研究对象(重点是西南石漠化区和南方红壤丘陵区)、研究内容(土壤微生物介导的SOC稳定状态和机制)、研究手段(借用微生物碳泵的理念,野外典型样地调查与室内培养手段相结合)和研究土层(20 cm以下深层次土壤)4个方面加强研究,以期对相关领域起到一定程度的推动作用。 展开更多
关键词 土壤有机稳定性 植被恢复 侵蚀区 微生物碳泵
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