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发布时间: 2021 - 08 - 20
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标题:Soil carbon persistence governed by plant input and mineral protection at regional and global scales论文id:https://doi.org/10.1111/ele.13723 原名:Soil carbon persistence governed by plant input and mineral protection at regional and global scales译名:区域和全球尺度上土壤碳持久性受植物输入和矿物保护影响期刊:Ecology LettersIF:8.665发表时间:2021.03.11第一作者:陈蕾伊通讯作者:杨元合主要单位:中国科学院植物研究所摘要阐明影响土壤有机质(SOM)持久性的潜在过程是预测土壤碳-气候反馈的前提。然而,大地理尺度上植物碳(C)输入调控多层土壤SOM存留的潜在作用仍然不清晰。基于在青藏高原开展的大尺度土壤放射性碳(Δ14C)测定,我们发现尽管表土层Δ14C与气候、矿物性质和SOM化学组成有重要的联系,植物C输入是造成表层土壤C不稳定的主要贡献者。与之相反,铁铝氧化物和阳离子的矿物保护在深层土壤SOM留存中更为重要。这些区域性的观测结果得到了全球土壤放射性碳数据库(ISRaD)的全球整合结果的证实。我们的研究结果阐明了植物C输入对不同土壤层SOM持久性的差异化影响,为模型更好地预测变化环境下多层土壤的C动态提供了新见解。研究背景土壤是陆地生物圈中最大的碳储量,在全球碳循环中具有举足轻重的地位。土壤碳的微小损失也可能强烈地影响大气二氧化碳(CO2)浓度,并触发对气候变暖的潜在正反馈。由于对土壤SOM的稳定和不稳定机制认识不足,有关土壤C命运的预测模型仍然存在很大不确定性。曾有报道表示地球系统模型高估了土壤C周转率超过6倍,部分原因是这些模型缺乏对SOM稳定机制的完整描述。因此,要准确预测土壤C动态及其对气候变暖的潜在反馈,就必须深入了解大地理尺度上SOM持久存在的潜在机制。放射性碳(14C)是研究不同时间尺度碳动力学的有效工具。土壤放射性碳含量已被广泛认可用以表征SOM持久性。基于14C,先前的研究已经提出了影响SOM稳定或不稳定的多种因素。其中,气候通常被视为一个重要的调控因素,例如,冻结温度和水淹条件有助于SOM的长期储存。除了气候调节外,由于SOM内在的化学顽抗性,SOM性质也可以通过选择性保护来调节土壤C动态,并且矿物-有机复合体的形成能抑制SOM分解。此外,以凋落物和根际沉积物形式的植...
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标题:Permafrost nitrogen status and its determinants on the Tibetan Plateau论文id:https://doi.org/10.1111/gcb.15205原名:Permafrost nitrogen status and its determinants on the Tibetan Plateau译名:青藏高原多年冻土氮素状况及其决定因素期刊:Global Change BiologyIF:10.863(2020)发表时间:2020年6月7日第一作者: Chao Mao通讯作者:杨元和主要单位:中国科学院大学,中国科学院植物研究所摘要:It had been suggested that permafrost thaw could promote frozen nitrogen (N) release and modify microbial N transformation rates, which might alter soil N availability and then regulate ecosystem functions. However, the current understanding of this issue is confined to limited observations in the Arctic permafrost region, without any systematic measurements in other permafrost regions. Based on a large-scale field investigation along a 1,000 km transect and a laboratory incubation experiment with a 15N pool dilution approach, this study provides the comprehensive evaluation of the permafrost N status, including the available N content and related N transformation rates, across the Tibetan alpine permafrost region. In contrast to the prevailing view, our results showed that the Tibet...
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土壤微生物碳的测定--仪器分析法1、仪器与试剂:自动有机碳分析仪、真空干燥器、小烧杯(蒸发皿)、塑料瓶、中速定量滤纸、漏斗、震荡仪、电子称等(1)无乙醇氯仿:氯仿中含有少量乙醇做稳定剂,乙醇会影响氯仿在低压下沸腾。所以需要提纯。提纯:在通风橱中,将氯仿(三氯甲烷)按1:2的体积比与蒸馏水一起加入分液漏斗中,充分摇动1min,慢慢放出下层氯仿于烧杯中,如此重复洗涤三次。得到无乙醇氯仿,加入适量无水氯化钙,去除氯仿中的水分。可重复使用。(2) 0.5mol/L硫酸钾溶液:称取硫酸钾87.1g,溶于去离子水中,稀释至1000ml(3)  1mol/L NaoH溶液:称取氢氧化钠(AR)4g,置于一大烧杯中,并立即倒出,然后加入不含二氧化碳的蒸馏水约100mL,将溶液注入细口瓶中,塞紧橡皮塞,混匀,备用。 2、操作步骤:(1)培养①称取过2mm筛的新鲜土样(相当于干土10g,取部分样测含水量,确定称取土样重量)2份,分别放入25ml小烧杯(培养皿)中。将盛有一份土样的烧杯放入真空干燥器中,并放置盛有无乙醇氯仿(约放置烧杯2/3的量)的25ml烧杯,烧杯内放入少量防爆沸玻璃珠,同时放入盛有1mol/L NaOH溶液的小烧杯(吸收熏蒸过程中释放出来的CO2)。②盖上真空干燥器盖子,用真空泵抽真空,使氯仿保持沸腾5min。关闭真空干燥阀门,于25度黑暗条件下培养24h。另一份样置于另一干燥器中为不熏蒸对照处理。③熏蒸结束后,打开真空干燥器阀门(应该听到空气进入的声音,否则熏蒸不完全,重做,取出盛有氯仿(可重复利用)和稀NaOH溶液的小烧杯,清洁干燥器,反复抽真空(5到6次,每次30分钟,每次抽真空后最好完全打开干燥器盖子),直到土壤无氯仿味道为止。④从干燥器中取出熏蒸和未熏蒸土样,将土样转移到80ml聚乙烯离心管(塑料瓶)中,加入40ml 0.5mol/L 硫酸钾溶液(土水比1:4)800 r/min振荡30分钟,用中速定量滤纸过滤。同时做一个无土壤机制空白。土壤提取液最好立刻分析,或--20℃冷冻保存,使用前需解冻摇匀。仪器测定法:吸取上述土壤提取液10ul注入自动总有机碳(TOC)分析仪上,测定提取液有机碳含量。(仪器使用方法待定)3、结果计算: 土壤微生物生物量碳:Bc=Ec/KecEc为熏蒸与未熏蒸土壤的差值;Kec为转换系数,取值为0.45土壤微生物氮--氯仿熏蒸-TOC1. 微生物氮测定1.1、实验试剂所有试剂除注明者外,均为分析纯。实验用水为蒸馏水或去离子水或相当浓度的水。(1)无乙醇氯仿:氯仿中含有少量乙醇做稳定剂,乙醇...
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标题:Global meta-analysis shows pervasive phosphorus limitation of aboveground plant production in natural terrestrial ecosystems 论文id:10.1038/s41467-020-14492-w原名:Soil carbon persistence governed by plant input and mineral protection at regional and global scales译名:自然陆地生态系统地上植物生产力普遍受到磷限制期刊:Nature CommunicationsIF:12.212发表时间:2020.01.30第一作者:侯恩庆通讯作者:侯恩庆,温达志主要单位:中国科学院华南植物源   摘要:热带地区地上植物生产普遍被认为受到P限制,而其他地区P限制则很少发生。本研究发现磷限制可能是更加广泛的存在及其强度可能比以往预测的更强。Meta分析结果显示在652个施磷野外试验中,近半数研究(46.2%)表明P显著地限制了植物地上部分生产力。在全球范围内,P添加使陆地生态系统地上植物产量增加了34.9%,比之前预测的增加了7.0 ~ 15.9%。相比之下,在农田中,添加P仅使地上植物产量增加了13.9%,这可能是由于历史施肥所致。不同气候带和地区对磷的限制程度也不同,并受气候、生态系统特性和施肥制度的影响。除证实热带地区普遍存在P限制外,我们的研究还表明其他地区也通常存在磷限制,表明了以往的研究低估了改变磷供应对陆地生态系统地上植物生产的重要性。研究背景:陆地地上植物生产力受到养分限制已被广泛承认。在陆地生态系统中,氮被认为是最重要的限制养分,而P尽管也是重要的限制养分,但其主要发生在风化作用强烈的热带低海拔地区。然而目前更多的研究发现P限制可以发生在苔原地区、温带风化作用强烈地区,这些发现对上述观点提出了挑战。目前为止,对于P在怎样的条件下限制陆地地上植物生产的认识人不清楚。因此,在耦合模型相互比较项目(CMIP5)第五阶段的数十个模型中,没有一个代表陆地磷生物地球化学,这导致了21世纪陆地碳汇强度的估算存在很大的不确定性。本文报道了陆地生态系统地上植物产量的分布、大小和驱动因素。为此,我们使用了一个收录了从1955年至2017年发表的285篇论文汇编而成的652个P添加原位实验数据的全球数据库。该数据库涵盖了所有陆地生态系统的主要类型,包括自然陆地生态系统(436个森林、草原、苔原或湿地实...
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过氧化氢酶--滴定法01实验试剂1.0.3%的过氧化氢溶液:将30%过氧化氢稀释100倍。 2.3N硫酸:吸取10mL盐酸用蒸馏水稀释至50ml。3.0.1N高锰酸钾溶液:1.58g高锰酸溶于100ml水。  02主要仪器万分之一分析天平、震荡器、滴定管、试管夹03试样的制备取新鲜的实验室待测样品充分混匀后,按四分法缩减至100g,粉碎,然后全部通过10目孔径筛,装入样品袋备用。04实验方法1.称取2g试样于50ml离心管中,加40ml蒸馏水,5ml0.3%过氧化氢溶液于震荡机震荡20min,取出后加入5ml3N硫酸,过滤后取25ml滤液与150ml三角瓶中,用0.1N高锰酸钾滴定至淡粉红色。2.空白:不加土样, 其他操作与样品试验相同。05计算方法 过氧化氢酶活性= (V-VS)C×51/V0×17/W V:为滴定空白所用的KMnO4体积; VS:为滴定样品所用的KMnO4体积; C: 为KMnO4浓度; V0:为滴定体积25ml; W:为土重;过氧化物酶--比色法01试剂配制     1.1%邻苯三酚溶液:称取1g邻苯三酚,用蒸馏水融至100ml。     2.0.5%H2O2溶液:取1ml30%H2O2稀释至60ml。     3.乙醚     4.0.5mol/L HCL:吸4.17mL的浓盐酸溶于100mL水。     5.PH4.5柠檬酸磷酸缓冲溶液:0.1mol/L柠檬酸溶液: 19.2g C6H7O8溶至1L。0.2mol/L磷酸氢二钠溶:53.63gNa2HPO4.7H2O或者71.7g Na2HPO4.12H20溶至1L。取10.65ml柠檬酸和9.35mINa2HPO4混匀(用量较多可以乘以倍数配制),之后再用这两种溶液调节PH即可。     6.重铬酸钾标准溶液:0.75g重铬酸钾溶于1L0.5mol/LHCL溶液中。此时的溶液相当于50ml醚中含有5mg紫色没食子素。02主要仪器    万分之一分析天平、恒温摇床、分光光度计03试样的制备     取新鲜的实验室待测样品充分混匀后,按四分法缩减至100g,粉碎,然后全部通过10目孔径筛,装入样品袋备用。04分析步骤    &...
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