【摘 要】
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陆地碳循环是全球关注的焦点问题之一.土壤动物在陆地最大的土壤碳库中发挥着重要的能动作用,但长期以来受技术手段的限制,其作用过程及贡献程度仍不清楚.现代同位素技术在食物网及物质循环中的应用优势为相关研究提供了一条有效途径.我们通过室内微宇宙实验,利用稳定碳同位素标记凋落物和模式跳虫实验种(Folsomia Candida)探索了土壤动物在碳循环中的作用.试验设置了三个处理：对照土壤、土壤加标记凋落物
【机 构】
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广州大学地理科学学院,广东 广州510006 中国科学院武汉植物园,湖北 武汉430074
【出 处】
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中国土壤学会土壤遥感与信息专业委员会和土壤发生、分类与土壤地理专业委员会2015年联合学术研讨会
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陆地碳循环是全球关注的焦点问题之一.土壤动物在陆地最大的土壤碳库中发挥着重要的能动作用,但长期以来受技术手段的限制,其作用过程及贡献程度仍不清楚.现代同位素技术在食物网及物质循环中的应用优势为相关研究提供了一条有效途径.我们通过室内微宇宙实验,利用稳定碳同位素标记凋落物和模式跳虫实验种(Folsomia Candida)探索了土壤动物在碳循环中的作用.试验设置了三个处理：对照土壤、土壤加标记凋落物、土壤加标记凋落物和跳虫,每处理设四个重复,分别在实验开始的第7、21、63 天进行破坏性取样.研究结果发现,凋落物新碳可以很快进入土壤食物网.试验跳虫δ 13C 原始值为-9.91±0.08‰,经过7 天的培养,跳虫体内的δ 13C 值达到522.70‰,表明跳虫能在短时间内高效同化来自凋落物的新碳；土壤微生物群落也显著地同化了凋落物新碳,添加凋落物后微生物PLFAsδ 13C 值极显著升高,这种效应在试验初期尤其显著；同时,研究发现在添加跳虫的处理中,微生物δ 13C 比无跳虫处理极显著为高,反映跳虫的存在和活动对微生物有积极的能动作用,增加微生物对凋落物新碳的同化效率.虽然7 天后发现凋落物新碳明显进入了土壤,然而添加跳虫处理的土壤δ 13C 比没有加跳虫的显著要低,结合系统CO2排放的分析,认为跳虫的活动促使了更多新C 释放出土壤,从而降低了土壤的δ 13C 值.不同处理之间累计呼吸量存在显著差异(F= 96.859,P ＜ 0.001),有凋落物和跳虫存在的处理极显著高于对照处理,表明实验处理都显著地增加了系统CO2通量；通过对C 来源的同位素解析,发现试验初期(21 天)有85％以上的C 都来自凋落物新碳,表明初期凋落物新C 大量释放；但随着凋落物分解的进行或跳虫活动的增强,土壤C 的利用效率逐步增加,使得通量中土壤C 的比例逐渐增加.本研究通过比较完善的控制实验明确证实,在土壤动物和微生物的作用下,凋落物新C 可以很快进入碳循环,但新C 也很容易通过呼吸作用释放回到大气,尤其在初期,绝大部分排放的CO2都源自新C.土壤跳虫在食物网中的作用明显,对土壤微生物具有显著的调控作用.
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