克氏原螯虾对稻田土壤微生物多样性和碳固存的影响

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作者 张万洋 马天桥 +2 位作者 汪金平 顾泽茂 李小坤 《华中农业大学学报》 北大核心 2025年第3期74-83,共10页

为探究稻-虾种养模式不同耕层中稻田土壤微生物多样性及碳固存的差异,采用水稻单作和稻-虾种养模式田间对比试验,研究不同水稻种植模式对耕层(0~20 cm)和亚耕层(20~40 cm)土壤微生物群落多样性和稳定性以及有机碳组分的影响。结果显示,... 为探究稻-虾种养模式不同耕层中稻田土壤微生物多样性及碳固存的差异,采用水稻单作和稻-虾种养模式田间对比试验,研究不同水稻种植模式对耕层(0~20 cm)和亚耕层(20~40 cm)土壤微生物群落多样性和稳定性以及有机碳组分的影响。结果显示,与水稻单作模式相比,稻-虾种养模式耕层和亚耕层土壤有机碳含量分别提高了7.3%和35.8%。亚耕层土壤真菌群落多样性明显下降,Chao1指数、丰富度指数和ACE指数分别降低了6.9%、7.2%和8.7%;而对耕层土壤微生物群落多样性无显著影响。稻-虾种养模式显著提高了耕层和亚耕层土壤细菌和真菌共现性网络的网络边数、连接度和平均度,从而提高了其网络稳定性。可见,稻-虾综合种养模式可显著提高亚耕层土壤有机碳积累和微生物群落稳定性,促进了稻田土壤生物肥力的提升。 展开更多

关键词 稻-虾种养模式 土壤有机碳 土壤微生物 土壤生物肥力

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生物有机肥对毛乌素沙地谷子及土壤质量的影响研究

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作者 张少康 张至 +3 位作者 张应龙 甄丽莎 牟珍珍 李驰音 《中国土壤与肥料》 北大核心 2025年第6期139-149,共11页

为探究生物有机肥在毛乌素沙地谷子种植及沙地培肥中的应用效果,设置不施肥(CK)、100%化肥(T1)、20%生物有机肥+80%化肥(T2)、20%生物有机肥基质+80%化肥(T3)、100%生物有机肥(T4)、20%有机肥+80%化肥(T5)共6个处理,对各处理下谷子农艺... 为探究生物有机肥在毛乌素沙地谷子种植及沙地培肥中的应用效果,设置不施肥(CK)、100%化肥(T1)、20%生物有机肥+80%化肥(T2)、20%生物有机肥基质+80%化肥(T3)、100%生物有机肥(T4)、20%有机肥+80%化肥(T5)共6个处理,对各处理下谷子农艺性状、产量及其构成因素、土壤养分及土壤微生物群落特征进行研究。结果表明,施肥处理对谷子农艺性状、产量及其构成因素均产生积极效应,其中生物有机肥与化肥配施的T2促生与增产效果最佳,产量为4197 kg/hm^(2),较CK和纯化肥的T1分别增大71%和32%。纯生物有机肥的T4增产效果不显著,但对土壤pH、有机质和养分的改善效果最佳,T2土壤有机质仅次于T4,其余养分指标也略小于T4。土壤微生物群落碳源代谢活性呈T4>T2>T3>T1>T5>CK的趋势,被优先利用的碳源均为氨基酸类,但生物有机肥施用促进了糖类和羧酸类的利用。生物有机肥施用也提高了土壤微生物群落多样性指数,表现为T2的Shannon指数和Simpson指数最大,T4的McIntosh指数最大。综上所述,本研究条件下生物有机肥与化肥配施是平衡毛乌素沙地土壤培肥和谷子产量的有效方法,研究结果可为促进沙区农业可持续发展和干旱区土壤改良提供科学参考。 展开更多

关键词 生物有机肥 谷子 产量 土壤养分 土壤微生物 碳源代谢 群落多样性

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MOF衍生碗状Zn-C/C复合材料的制备及吸波性能研究

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作者 姚俊儒 吕晋龙 +1 位作者 王梓 周金堂 《包装工程》 北大核心 2025年第17期1-9,共9页

目的开发具有宽频带、强吸收特性的新型电磁波吸收材料,以解决当前电磁污染治理中传统材料吸收频带窄、损耗效率低等关键问题。方法采用模板法制备金属有机框架(MOF)材料衍生的碗状Zn-C/C复合材料。首先通过改进的无皂乳液聚合法,利用... 目的开发具有宽频带、强吸收特性的新型电磁波吸收材料,以解决当前电磁污染治理中传统材料吸收频带窄、损耗效率低等关键问题。方法采用模板法制备金属有机框架(MOF)材料衍生的碗状Zn-C/C复合材料。首先通过改进的无皂乳液聚合法,利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的长链结构形成的空间位阻效应和成核效应,调控PVP用量实现对聚苯乙烯(PS)微球粒径的精准控制,制备不同粒径(250、500、850 nm)PS微球;基于界面组装与ZIF-8原位生长机制,构建ZIF-8/PS前驱体,经800℃碳化处理获得Zn-C/C复合材料。采用XRD、Raman、SEM和矢量网络分析仪系统分析材料结构及电磁参数。结果随着PS粒径减小,材料石墨化程度显著提高,缺陷增多,且碗状结构更完整,形成更丰富的异质界面,利于实现高性能电磁波吸收。碗状Zn-C/C复合材料不仅在2.1 mm厚度下,实现4.73 GHz有效吸收带宽;还可通过厚度调控,达成在2~18 GHz频段内的有效吸收全覆盖。结论本研究成功制备出具有独特碗状结构的Zn-C/C复合材料,通过精确调控模板尺寸实现了材料微观结构与电磁响应的定向设计。所获材料在超薄厚度下兼具宽频带与强吸收特性,其性能显著优于传统碳基吸波材料,为高性能电磁防护材料的开发提供了新思路。 展开更多

关键词 金属有机框架 衍生碳 复合材料 电磁波吸收

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生物质炭影响土壤微生物碳利用效率的研究进展

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作者 毛忆莲 姚鸿文 葛晓改 《陆地生态系统与保护学报》 2025年第1期81-87,共7页

生物质炭是在无氧或部分无氧条件下热裂解形成的难溶固体,具芳香化、多孔、高比表面积等特性,富含碳及矿质养分,作为新兴的土壤改良剂施用可以提升土壤的有机碳含量和肥力,具有促进土壤碳封存的作用,与微生物驱动的生物地球化学过程及... 生物质炭是在无氧或部分无氧条件下热裂解形成的难溶固体,具芳香化、多孔、高比表面积等特性,富含碳及矿质养分,作为新兴的土壤改良剂施用可以提升土壤的有机碳含量和肥力,具有促进土壤碳封存的作用,与微生物驱动的生物地球化学过程及微生物群落碳利用效率提高密切相关。生物质炭可改变微生物的生物量、群落组成及酶活性,影响养分循环转化并增强肥力。研究其在气候变化下对微生物代谢及固碳机制的影响,对理解生态系统碳循环和提升土壤固碳能力至关重要。本文系统探讨了生物质炭的特性及其施入土壤后对土壤理化性质、微生物量、群落组成以及微生物碳利用效率(CUE)的影响,重点综述和分析施用生物质炭引起的土壤理化性质、土壤微生物群落组成和代谢变化所导致的微生物CUE的变异方面的研究进展。并基于对现有研究的综述提出未来研究展望:1)结合土壤类型和作物需求进行综合评估,精确控制生物质炭施用量。2)因为缺乏生物质炭长期稳定性及分解过程的系统研究,需结合微观机制与宏观田间试验,评估生物质炭对土壤的长期影响。3)需深入探索土壤微生物功能特性,建立量化评价体系,以科学理解生物质炭对土壤微生物碳利用效率的影响,并优化相关碳循环模型。总之,生物质炭的用途除了固碳以外,还包括针对性地应用于特定土壤,从而改善土壤健康状况。 展开更多

关键词 生物质炭 土壤有机碳 土壤微生物 土壤微生物碳利用效率

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围栏封育对草地土壤有机碳动态的影响机制研究进展

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作者 张光茹 王星宇 +2 位作者 吕佳霖 谭向平 胡中民 《生态学报》 北大核心 2025年第16期8243-8252,共10页

围栏封育是退化草地生态系统提升碳汇的有效措施,对草地生产力的自然恢复和生态系统稳定具有重要意义。围封通过排除牲畜的啃食能有效地恢复植被生物量,增加土壤有机碳(SOC)含量,但围封效果也受到管理方式、气候因素、草地类型及土壤条... 围栏封育是退化草地生态系统提升碳汇的有效措施,对草地生产力的自然恢复和生态系统稳定具有重要意义。围封通过排除牲畜的啃食能有效地恢复植被生物量,增加土壤有机碳(SOC)含量,但围封效果也受到管理方式、气候因素、草地类型及土壤条件等的影响。通过对围封条件下土壤有机碳恢复效果的研究现状进行总结,尤其关注有机碳输入和输出过程,发现目前对土壤有机碳稳定性的研究较少,特别是来源于植物、微生物,较为稳定、不易分解的有机碳组分,导致土壤有机碳对围封的响应及机制还缺乏整体性和系统性的认识,很难从碳过程机理上解释不同研究围封效果的差异。未来研究应重点关注:1)加强围封对SOC不同组分研究,解释SOC在不同研究中围封效果的差异;2)加强土壤微生物功能群与SOC输入和分解之间关系的研究,深入揭示微生物调控SOC对围封的响应规律和机制;3)长期围封过程中,不同时间段地下碳库的变化过程尚不明确,应加强阶段性、长期性的观测,以更准确地揭示围封对土壤碳循环的影响规律,科学合理地评估草地适宜的围封年限;4)加强围封与全球气候变化因子的耦合研究,围封下不同草地类型,特别是青藏高原等高寒草地,土壤有机碳动态的驱动气候因子的综合分析还很缺乏。 展开更多

关键词 围栏封育 草地生态系统 颗粒有机碳 矿质结合有机碳 植物来源有机碳 微生物来源有机碳

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咖啡果皮与枯落物覆盖对土壤有机碳组分的影响 被引量：1

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作者 张昂 陈苏森 +6 位作者 谭军 林兴军 赵青云 孙燕 董云萍 闫林 龙宇宙 《热带作物学报》 CSCD 北大核心 2024年第7期1420-1430,共11页

农田土壤有机碳库作为陆地土壤碳库的重要组成部分,其有机碳储量受到种植模式等人为干预的强烈影响。咖啡作为世界热带地区种植面积较大的的经济作物之一,其栽培模式的微小变化即可显著影响陆地生态系统的碳收支平衡。覆盖栽培是咖啡的... 农田土壤有机碳库作为陆地土壤碳库的重要组成部分,其有机碳储量受到种植模式等人为干预的强烈影响。咖啡作为世界热带地区种植面积较大的的经济作物之一,其栽培模式的微小变化即可显著影响陆地生态系统的碳收支平衡。覆盖栽培是咖啡的传统栽培模式之一,然而其对咖啡园土壤有机碳组分的影响仍不明确。因此,本研究基于课题组前期使用咖啡果皮与枯落物等咖啡废弃物替代传统覆盖物对咖啡进行覆盖栽培,采用完全随机区组设计,分别设置未覆盖咖啡废弃物(CK)、覆盖咖啡枯落物(L)、覆盖咖啡果皮(P)和覆盖咖啡枯落物+果皮(PL)4种处理;监测咖啡园的土壤微环境、微生物群落多样性及生物量碳、有机碳组分等指标,通过分析土壤微环境、微生物群落结构与有机碳组分之间的内在关系,明确覆盖咖啡废弃物对土壤碳组分的影响及其关键驱动因子。结果显示:覆盖咖啡果皮与枯落物均不影响土壤有机碳、重组有机碳和可溶性有机碳含量,而分别显著提高土壤轻组有机碳含量13.31%和14.12%。覆盖咖啡废弃物不影响土壤微环境指标与微生物群落多样性。覆盖咖啡果皮显著提高土壤微生物量碳14.05%,并且分别显著增加变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度18.60%和80.77%,并减少蓝细菌门(Cyanobacteria)相对丰度70.14%,却对土壤真菌群落的影响较小;而覆盖咖啡枯落物分别显著增加变形菌门和厚壁菌门相对丰度14.43%和57.63%,并减少蓝细菌门相对丰度73.43%,同时显著提高真菌子囊菌门(Ascomycota)相对丰度14.79%。本研究中咖啡废弃物覆盖不影响土壤有机碳含量主要归因于重组有机碳等主要土壤有机碳组分对咖啡废弃物覆盖处理不敏感;而咖啡废弃物覆盖引起微生物量碳的提高以及厚壁菌门在土壤微生物群落相对丰度的增加,促进了外源有机碳输入引起的激发效应,是显著提高土壤轻组有机碳含量的主要原因之一。咖啡废弃物短期覆盖显著提高土壤轻组有机碳含量,有助于提升咖啡园土壤碳固存以及为优化咖啡绿色低碳生产模式提供理论支撑。 展开更多

关键词 咖啡 果皮 枯落物 土壤有机碳组分 土壤微生物

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地球关键带土壤微生物介导有机碳转化研究进展 被引量：2

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作者 杨阳 王宝荣 +7 位作者 孙慧 周媛媛 乔江波 宋怡 张萍萍 李自民 王云强 安韶山 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期165-174,共10页

地球关键带是大气圈、生物圈、土壤圈、水圈、岩石圈高度交汇和相互作用的地球表层复杂系统,也是联结气候系统-地表过程-地球深部过程物质和能量循环的重要桥梁,微生物在地球关键带碳循环中扮演着重要角色,认识地球关键带结构与功能,阐... 地球关键带是大气圈、生物圈、土壤圈、水圈、岩石圈高度交汇和相互作用的地球表层复杂系统,也是联结气候系统-地表过程-地球深部过程物质和能量循环的重要桥梁,微生物在地球关键带碳循环中扮演着重要角色,认识地球关键带结构与功能,阐明关键带土壤微生物介导的碳转化过程是当前关键带研究热点之一。本研究首先介绍地球关键带的结构与范畴,以及土壤微生物结构特征、微生物驱动的土壤碳循环研究进展;然后指出当前工作仍停留在地球关键带的基本结构认识和土壤碳储量特征描述上,建议从关键带整体框架出发,沿垂直方向综合考虑从植物冠层到基岩之间的碳循环过程,联合使用多种技术方法,将短期高频次观测和长期定位观测相结合,重视长时间尺度下土壤有机碳对全球变化和人类活动的响应及反馈机制,特别关注土壤碳在关键带各界面的微生物驱动过程及其迁移转化规律;最后在考虑地球大数据科学工程和全球碳排放路径等时代因素的背景下,开展大气、植被、土壤、微生物、基岩、地下水等多界面、多过程、多时间尺度的同步观测和系统性研究,为地球关键带土壤碳循环模型优化及气候变化预测提供科学依据,也为我国“双碳”目标提供理论支撑。 展开更多

关键词 地球关键带 土壤有机碳 土壤微生物 碳循环 碳汇效应

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基于组分设计的MOFs衍生碳基吸波材料的研究进展 被引量：1

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作者 王飞翔 沈勇 +1 位作者 潘虹 徐丽慧 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期232-237,共6页

金属有机骨架(MOFs)具有孔隙率高、比表面积大等特点,其衍生物重量轻、带宽宽、损耗能力强,具有有序规整以及易设计性的组分结构而被广泛用于电磁波吸收研究。总结了单金属、双金属及金属氧化物MOFs碳基吸波材料作为微波吸收材料的性能... 金属有机骨架(MOFs)具有孔隙率高、比表面积大等特点,其衍生物重量轻、带宽宽、损耗能力强,具有有序规整以及易设计性的组分结构而被广泛用于电磁波吸收研究。总结了单金属、双金属及金属氧化物MOFs碳基吸波材料作为微波吸收材料的性能、优势及其在电磁波吸收方面的应用等,分析了不同组分和组分设计对电磁波吸收性能的影响。尽管还面临许多的挑战,但MOFs衍生物作为电磁波吸收材料显示出广阔的发展潜力。 展开更多

关键词 电磁波吸收 金属有机骨架 MOFs碳基衍生物 特殊结构

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金属有机骨架衍生碳基材料用于吸附-降解有机污染物的研究进展 被引量：2

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作者 吴依璇 朱文君 +2 位作者 李欣 左小华 王浩南 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期299-304,311,共7页

随着人类社会发展,抗生素、内分泌干扰物以及染料等持久性有机化合物的频繁使用引发的水环境污染将对人体健康和生态环境造成不可逆的危害。因此,寻找绿色、高效和低成本的污染物处理技术刻不容缓。金属有机骨架(MOFs)衍生碳材料具有结... 随着人类社会发展,抗生素、内分泌干扰物以及染料等持久性有机化合物的频繁使用引发的水环境污染将对人体健康和生态环境造成不可逆的危害。因此,寻找绿色、高效和低成本的污染物处理技术刻不容缓。金属有机骨架(MOFs)衍生碳材料具有结构可控性强、比表面积大、化学稳定性高、表面可功能化等特点,在吸附-降解去除持久性有机污染物领域有着广泛应用。综述了MOFs衍生碳材料的制备过程、性质特点、阐述了其吸附-降解有机污染物的应用。最后探讨了MOFs衍生碳材料在水环境吸附-降解有机污染物应用中面临的挑战,并对其在吸附-降解有机污染物领域的未来研究和应用进行了展望。 展开更多

关键词 有机污染物 废水处理 MOFs衍生碳材料 金属有机骨架

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不同时间尺度红树林演化的示踪方法及受控机制 被引量：3

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作者 张尧 孟宪伟 +5 位作者 夏鹏 张道来 张俊 徐元芹 潘良浩 邱广龙 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期197-210,共14页

红树林具有多重生态系统服务功能,是减缓和适应气候变化的战略要地,其对未来全球变化的响应可通过重建过去红树林的演化来实现,进而为制定适应不同战略需求的短期/长期红树林保护和修复方案奠定科学基础。本文归纳了红树植物花粉、有机... 红树林具有多重生态系统服务功能,是减缓和适应气候变化的战略要地,其对未来全球变化的响应可通过重建过去红树林的演化来实现,进而为制定适应不同战略需求的短期/长期红树林保护和修复方案奠定科学基础。本文归纳了红树植物花粉、有机碳氮及其稳定同位素和三萜类化合物等红树林演化示踪指标的优缺点,并对红树林有机碳来源定量判识方法进行了介绍;重点从长时间尺度(晚白垩世以来和全新世以来)和短时间尺度(近百年来和近几十年来)回顾和总结了红树林起源、进化、灭绝、迁移、兴衰和演替等多样化的演化历史;揭示了自然环境(构造运动、海平面、气候和水文环境等)和人类活动(海水养殖、围垦、伐木、工程建设和人工保护修复等)对红树林演化的控制作用;最后提出了未来在深化红树林演化研究领域的关键科学目标。 展开更多

关键词 红树林演化 红树林源有机碳 海平面和气候变化 人类活动 全新世 近百年来

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2种林分类型土壤有机碳矿化及生物活性 被引量：1

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作者 徐天懂 史珑燕 +3 位作者 谷雨晴 张宇恬 张琳婧 关庆伟 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期140-148,共9页

以南京紫金山近80年生的朴树糙叶树阔叶混交林(阔叶混交林)和马尾松枫香针阔混交林(针阔混交林)为研究对象,测定了2种林分土层(h)0<h≤20 cm(上层)和20 cm<h≤40 cm(下层)土壤有机碳的累积矿化量和矿化速率,解析了土壤有机碳累积... 以南京紫金山近80年生的朴树糙叶树阔叶混交林(阔叶混交林)和马尾松枫香针阔混交林(针阔混交林)为研究对象,测定了2种林分土层(h)0<h≤20 cm(上层)和20 cm<h≤40 cm(下层)土壤有机碳的累积矿化量和矿化速率,解析了土壤有机碳累积矿化量和潜在可矿化有机碳的影响因素。结果表明:①阔叶混交林的土壤有机碳累积矿化量和矿化速率均显著高于针阔混交林(P<0.05),阔叶混交林和针阔混交林的土壤累积矿化量范围分别为2705.06~4535.46和2122.66~3995.73 mg·kg^(-1),2种林分矿化速率范围分别为13.71~169.6和13.12~139.73 mg·kg^(-1)·d^(-1)。②冗余分析表明,对阔叶混交林土壤有机碳矿化解释率较高的因子依次为土壤酸性磷酸酶(ACP)、脲酶(UE)、过氧化物酶(POD)、土壤密度和土壤碳氮质量分数比(w(C)∶w(N));对针阔混交林土壤有机碳矿化解释率较高的因子依次为ACP、土壤微生物量碳(MBC)、土壤密度和w(C)∶w(N)。结构方程模型表明,2种林分通过土壤微生物极显著影响土壤有机碳累积矿化量(P<0.01),通过土壤酶、土壤密度、MBC和w(C)∶w(N)显著影响土壤有机碳累积矿化量(P<0.05)。③阔叶混交林的土壤惰性有机碳占土壤有机碳百分比显著高于针阔混交林(P<0.05)。同时,阔叶混交林土壤有机碳累积矿化量与土壤有机碳质量分数比低于针阔混交林,2种林分土壤有机碳累积矿化量占土壤有机碳百分比范围分别为6.11%~9.21%和6.66%~9.43%。综上,阔叶混交林土壤有机碳矿化对土壤碳库的影响较小,且具有更好的有机碳稳定性,建议在北亚热带森林植被恢复时营造以乡土树种为主的阔叶混交林。 展开更多

关键词 土壤有机碳矿化 林分类型 土壤酶 土壤微生物

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基于文献计量分析植物和微生物驱动的土壤有机碳累积的研究进展

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作者 陈美镕 王宗松 +3 位作者 汪诗平 斯确多吉 周华坤 姜丽丽 《中国草地学报》 CSCD 北大核心 2024年第10期112-123,共12页

全球变化背景下,土壤有机碳的来源和累积途径是碳固持与稳定机制研究的重点内容。植物和微生物的生物分子是土壤有机碳累积的重要来源,为了对植物和微生物驱动的土壤有机碳累积有更全面的认识,本文结合已发表文献深入剖析了土壤中植物... 全球变化背景下,土壤有机碳的来源和累积途径是碳固持与稳定机制研究的重点内容。植物和微生物的生物分子是土壤有机碳累积的重要来源,为了对植物和微生物驱动的土壤有机碳累积有更全面的认识,本文结合已发表文献深入剖析了土壤中植物源碳和微生物源碳累积的研究进展。结果表明:1)微生物残体是近年来研究的前沿内容;相较于森林生态系统,草地和农田生态系统的微生物残体碳研究是当前的热点。2)土壤有机碳累积的分析方法更加多样化和精细化,但植物源碳和微生物源碳的定量方法还不完善。3)增温或模拟氮沉降对植物源碳和微生物源碳累积的影响是研究的热点内容,但不同研究的结论并不一致,具体机制尚不明确。建议未来进一步加强不同来源有机碳的精确定量,深入分析不同来源有机碳累积的影响机制,同时完善降水变化、二氧化碳浓度升高、土地利用变化等全球变化因子及其交互作用对不同来源土壤有机碳累积的影响研究。 展开更多

关键词 植物源碳 微生物源碳 土壤有机碳 文献计量分析 全球变化

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氮添加对森林土壤有机碳库固存及CO_(2)排放的影响研究进展 被引量：17

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作者 苏立城 陈晓珊 +4 位作者 罗志忠 胡英 陈煜佳 吴道铭 曾曙才 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2717-2733,共17页

氮添加会引起土壤理化性质和养分有效性的改变。受此影响,森林植物的地上碳同化能力和地下碳分配格局也会相应地发生变化,总体表现为促进植物生长固碳,增加凋落物和植物根系沉积碳输入土壤,并改变上述植物源有机质的数量和化学成分。与... 氮添加会引起土壤理化性质和养分有效性的改变。受此影响,森林植物的地上碳同化能力和地下碳分配格局也会相应地发生变化,总体表现为促进植物生长固碳,增加凋落物和植物根系沉积碳输入土壤,并改变上述植物源有机质的数量和化学成分。与此同时,土壤微生物的群落结构和生态功能也会受到氮添加的影响,由于土壤中的有机碳分解、转化和稳定等过程均受到微生物的驱动,因此,氮添加所引起的底物供应差异和微生物响应会影响森林土壤有机碳的矿化,并最终影响森林土壤有机碳库固存、稳定和CO_(2)排放。但目前关于氮添加对森林土壤有机碳库固存能力和CO_(2)排放特征的影响机制仍不清楚,为此,以森林土壤的碳循环过程为线索,综述了氮添加对底物供应、土壤有机碳激发效应、微生物碳代谢等过程的影响,并尝试梳理在氮添加影响下森林土壤有机碳分解、转化和稳定的微生物驱动机制。这有助于预测氮添加对森林土壤“氮促碳汇”的实际效果,以便研究人员在未来氮沉降日益严重背景下更好地预测森林土壤的碳循环特征,寻找提高森林土壤有机碳库固存能力和降低CO_(2)排放相关途径提供参考。同时,还分析了目前相关研究中存在的问题,并对该领域未来的研究热点进行了展望。 展开更多

关键词 氮添加 森林土壤有机碳库 土壤微生物 有机碳矿化 激发效应 CO_(2)排放

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岩溶水库藻源性有机质来源对表层沉积物有机碳矿化过程的影响

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作者 黄思宇 蒲俊兵 +2 位作者 潘谋成 李建鸿 张陶 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期387-396,共10页

岩溶水生环境富含HCO-3,有利于内源藻类发生生物碳泵作用,形成大量藻源有机质沉积到库底。丰富的藻源性有机质在沉积物中发生矿化作用,影响有机质埋藏过程,影响岩溶水生环境碳循环过程和碳汇潜力。为探究藻源性有机质对矿化作用的影响... 岩溶水生环境富含HCO-3,有利于内源藻类发生生物碳泵作用,形成大量藻源有机质沉积到库底。丰富的藻源性有机质在沉积物中发生矿化作用,影响有机质埋藏过程,影响岩溶水生环境碳循环过程和碳汇潜力。为探究藻源性有机质对矿化作用的影响和岩溶水生环境碳循环稳定性的影响,以岩溶地下水补给型水库(广西大龙洞水库)为研究对象,初步分析从上游到下游不同区域藻源有机质对表层沉积物有机质矿化过程的影响。结果表明:大龙洞水库有机质主要来源为内源藻类(20.9%~65%)和外源土壤(11.8%~53.4%)且具有一定的空间差异,水库上游以土壤来源为主,下游以藻类来源为主。大龙洞水库表层沉积物矿化过程在空间上呈现上游潜在矿化量高于下游潜在矿化量,产生差异的主要因素是在岩溶高溶解无机碳水环境中,藻源性有机碳对微生物矿化过程具有抑制性,降低矿化强度。在生物碳泵作用和无机碳保护下,以藻源性来源为主的岩溶水库表层沉积物有机碳潜在埋藏总量略高于岩溶区土壤的潜在埋藏总量,表明岩溶水库沉积物有着稳定的有机成分积累。 展开更多

关键词 岩溶水库 藻源性有机质 矿化过程 无机碳保护 碳库稳定性

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土壤溶解性有机碳对气候变暖的响应研究进展 被引量：2

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作者 秦文宽 李晓杰 +1 位作者 王旭东 朱彪 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期758-766,共9页

针对土壤溶解性有机碳(DOC)特性及其在气候变暖背景下的响应机制这一土壤碳循环研究的关键问题进行综述。首先阐述土壤DOC的特性,并总结其采集和测定方法。土壤DOC主要来源于土壤有机碳的溶解、植物根系和微生物分泌物与残体转化等过程... 针对土壤溶解性有机碳(DOC)特性及其在气候变暖背景下的响应机制这一土壤碳循环研究的关键问题进行综述。首先阐述土壤DOC的特性,并总结其采集和测定方法。土壤DOC主要来源于土壤有机碳的溶解、植物根系和微生物分泌物与残体转化等过程,其浓度和组成往往随土层深度和时间发生变化。多种采样方法(如负压法)与分析手段(如傅里叶变换离子共振回旋质谱仪)用于探讨土壤DOC对增温的响应及其机制。进一步梳理有关植物、微生物及土壤性质对土壤DOC特性的影响及其机制的文献,认为增温不仅能直接改变土壤DOC的浓度,还可以通过影响植物、微生物群落以及土壤理化性质等因素,间接地改变土壤DOC的特性。未来的研究中应加强对土壤溶解性有机碳的土层迁移与时间动态的关注,以便完善土壤碳模型,提升未来气候变暖情景下全球碳循环过程变化的预测精度。 展开更多

关键词 土壤溶解性有机碳 土壤碳循环 植物–土壤–微生物 气候变暖

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农田作物同化碳输入与周转的生物地球化学过程 被引量：23

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作者 祝贞科 沈冰洁 +3 位作者 葛体达 王久荣 袁红朝 吴金水 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第19期5987-5997,共11页

作物同化碳在"大气-植物-土壤"系统中流通的生物地球化学过程,显著影响全球陆地生态系统碳循环过程。作物同化碳是土壤有机碳的重要来源,与根际环境及作物生长发育有密切联系,但由于其复杂性和多变性,作物生长期内同化碳在土... 作物同化碳在"大气-植物-土壤"系统中流通的生物地球化学过程,显著影响全球陆地生态系统碳循环过程。作物同化碳是土壤有机碳的重要来源,与根际环境及作物生长发育有密切联系,但由于其复杂性和多变性,作物生长期内同化碳在土壤中的分配、转化与稳定的机理尚不十分清楚。因此,综述了作物同化碳向土壤碳库输入及其对土壤有机碳库的贡献,在土壤碳库中的分配与转化特征,在土壤中流通的微生物机制以及同化碳在土壤-微生物系统分配、稳定的微观机制。探讨同化碳在地上部-根际-土壤系统中的分配及调节机制,土壤界面同化碳流动过程与土壤微生物多样性形成的关系;提出了在不同生态系统尺度上加强作物同化碳在土壤-作物系统中分配过程的定量研究对于明确陆地生态碳循环过程的重要意义;指出了研究作物同化碳向土壤碳库迁移、分配定量过程与机制的重要性,以及应用显微镜成像技术与同位素示踪技术相结合的纳米二次离子质谱技术、和微生物分子与群落生态相偶联的技术是未来研究作物同化碳生物地球化学特性的有效手段。 展开更多

关键词 同化碳 根际沉积 土壤有机碳 转化与稳定机制 微生物 同位素技术

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有机碳源对SNAD工艺脱氮性能及微生物种群结构的影响 被引量：13

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作者 李冬 何永平 +4 位作者 张肖静 梁瑜海 张玉龙 范丹 张杰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期68-75,共8页

为考察不同有机碳源质量浓度对亚硝化的全程自养脱氮工艺（SNAD）脱氮性能的影响,将该工艺应用到生活污水的处理中,采用MBR反应器,以葡萄糖作为有机物来源,通过逐步增大COD来实现,并运用PCR-DGGE技术研究了微生物种群结构的变化.反应器... 为考察不同有机碳源质量浓度对亚硝化的全程自养脱氮工艺（SNAD）脱氮性能的影响,将该工艺应用到生活污水的处理中,采用MBR反应器,以葡萄糖作为有机物来源,通过逐步增大COD来实现,并运用PCR-DGGE技术研究了微生物种群结构的变化.反应器运行结果和DGGE图谱分析表明：碳氮比为0~2时,COD的增加不会抑制AOB和Anammox菌,AOB和Anammox菌的菌属种类不受影响,反而通过反硝化作用提高氮去除负荷.总氮去除率和氮去除负荷分别为67%和0.34 kg/（m3·d）左右.碳氮比为3~4及生活污水运行条件下,Anammox菌不受影响,AOB的活性受到抑制,菌属种类减少,脱氮效率下降.生活污水运行阶段,总氮去除率和氮去除负荷平均分别为73%和0.17 kg/（m3·d）.Nitrosomonas和Candidatus Kuenenia stuttgartiensis一直是反应器内的优势菌属,共同完成脱氮过程. 展开更多

关键词 同步亚硝化厌氧氨氧化和反硝化 有机物 生活污水 聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳 微生物

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高寒草原土壤有机碳与腐殖质碳变化及其微生物效应 被引量：17

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作者 蔡晓布 彭岳林 +1 位作者 魏素珍 于宝政 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期834-844,共11页

基于多区域重复采样,研究了藏北高原不同状态(正常、轻度和严重退化)高寒草原表层(0～10 cm)、亚表层(10～20 cm)土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)、腐殖质碳(Humus carbon,HC)、胡敏酸碳(Humic acid carbon,HAC)和富里酸碳(Fulvic ... 基于多区域重复采样,研究了藏北高原不同状态(正常、轻度和严重退化)高寒草原表层(0～10 cm)、亚表层(10～20 cm)土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)、腐殖质碳(Humus carbon,HC)、胡敏酸碳(Humic acid carbon,HAC)和富里酸碳(Fulvic acid carbon,FAC)的变化,以及土壤微生物群落、微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)、纤维素分解酶活性(Cellulolytic enzyme activity,CEA)对其产生的影响与作用。结果表明:高原寒旱环境中土壤的HC/SOC比例过低,但PQ值(HAC/HC)很高。随土层加深,不同状态草地SOC、HC、HAC含量、HC/SOC比例在总体上趋于不同程度的下降,PQ值则均呈一定程度的提高。相对于正常草地,随草地退化加剧,表层SOC、HC(HAC、FAC)增幅分别表现出略呈下降、大幅提高,亚表层降幅则均呈大幅下降。反映到0～20 cm土层,SOC、HC、HAC含量均表现出正常草地>严重退化草地>轻度退化草地,HC/SOC比例、PQ值则分别呈严重退化草地>正常草地>轻度退化草地、正常草地>轻度退化草地>严重退化草地,说明草地退化在促进表层SOC、HC(HAC、FAC)形成与积累的同时,更"激发"了亚表层的矿化,尤其是严重退化草地有机残体的分解过程,但腐殖质品质并未随土壤腐殖化程度的提高而得到相应改善。MBC、CEA与SOC、HC及组分高度一致的土体分布格局影响并决定了上述过程,草地退化有利于真菌、放线菌对土壤、尤其是亚表层土壤有机残体的分解与转化。 展开更多

关键词 土壤有机碳 土壤腐殖质碳 土壤微生物 高寒草原 西藏高原

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喀斯特土壤微生物和活性有机碳对生态恢复的快速响应 被引量：13

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作者 唐政 李继光 +3 位作者 李慧 张丽敏 李忠芳 娄翼来 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2014年第7期1130-1135,共6页

喀斯特地区普遍面临生态退化的问题,退耕还林作为其重要的生态恢复措施之一而备受关注。土壤活性有机碳通常较总有机碳对环境变化和干扰更加敏感,此外土壤微生物对环境变化和干扰亦十分敏感。然而,关于喀斯特不同时间尺度退耕还林土壤... 喀斯特地区普遍面临生态退化的问题,退耕还林作为其重要的生态恢复措施之一而备受关注。土壤活性有机碳通常较总有机碳对环境变化和干扰更加敏感,此外土壤微生物对环境变化和干扰亦十分敏感。然而,关于喀斯特不同时间尺度退耕还林土壤活性有机碳和微生物的系统研究尚少见报导。为了揭示土壤活性有机碳和微生物对喀斯特生态恢复的快速指示作用,为喀斯特生态恢复评价和生态环境治理提供科学依据,以广西古周村典型喀斯特景观为代表,采用空间代替时间的方法,选取不同年限(2 a、4 a、8 a、12 a)退耕还林地和玉米耕地对照样地,研究了表层土壤微生物指标和活性有机碳指标随退耕还林的变化特征。研究结果显示,较耕地对照相比,退耕还林8 a后,土壤总有机碳(TOC)质量分数才发生显著变化,提升24%;而还林2 a后,土壤水溶性有机碳(WSOC)、颗粒有机碳(POC)和易氧化有机碳(KMnO4-C)的绝对含量便分别显著提高62%、36%和38%,相对含量分别显著提升60%、34%和36%,且随还林年限的延长呈升高趋势;退耕还林2 a后,土壤微生物生物量碳(MBC)、基础呼吸(BR)和微生物商(MBC︰TOC)分别显著增加56%、27%和54%,并随还林年限的延长呈逐渐升高趋势;土壤微生物代谢熵(qCO2)在退耕还林2 a后显著降低19%,之后随还林年限延长呈下降趋势。本研究表明,土壤活性有机碳及土壤微生物指标可以作为喀斯特生态恢复的早期指示者。 展开更多

关键词 土壤微生物 土壤有机碳 生态恢复 喀斯特地区

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CO2浓度升高对三江平原湿地活性有机碳及土壤微生物的影响 被引量：12

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作者 赵光影 刘景双 +1 位作者 王洋 周嘉 《地理与地理信息科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2011年第2期96-100,共5页

利用开顶箱薰气室,设置正常大气CO2浓度(Ambient CO2,350 umol·mol-1)和高CO2浓度(Elevated CO2,700μmol·mol-1)2个水平和不施氮(NN,0 gN·m-2)、常氮(MN,5 gN·m-2)、高氮(HN,15 gN·m-2)3个氮素水平,研究CO2... 利用开顶箱薰气室,设置正常大气CO2浓度(Ambient CO2,350 umol·mol-1)和高CO2浓度(Elevated CO2,700μmol·mol-1)2个水平和不施氮(NN,0 gN·m-2)、常氮(MN,5 gN·m-2)、高氮(HN,15 gN·m-2)3个氮素水平,研究CO2浓度升高和氮肥施用对三江平原草甸小叶章湿地(Calamagrostis angustifolia)土壤活性有机碳及微生物的影响。结果表明,CO2浓度升高条件下,土壤微生物量碳(MBC)和溶解性有机碳(DOC)呈增加趋势,易氧化有机碳(LOC)和水溶性碳水化合物碳(CHC)的变化因生长期和氮素水平而异。CO2浓度升高,小叶章湿地土壤微生物数量在不同的生长时期呈现不同的响应趋势。细菌数量在腊熟期增幅最大,为31.4%;真菌数量在腊熟期增加16.6%,成熟期增加24.3%;放线菌数量没有发生明显变化。相关分析表明,细菌、真菌和放线菌数量都与土壤微生物量碳呈显著相关。湿地土壤中的活性有机碳可以为土壤微生物提供更多的有效能量,从而加快湿地生态系统养分循环过程。 展开更多

关键词 CO2浓度升高 湿地 土壤微生物 活性有机碳

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