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孔隙结构特征影响保护性耕作条件下的碳矿化

开心的月饼 2024-08-21 09:00:12 健康养生

土壤团聚体是土壤结构的基本单元,是土壤碳的储存器,在生态系统碳循环中起着至关重要的作用。土壤团聚体的孔隙特性影响土壤有机碳的矿化。然而,对黑土团聚体水平上土壤有机碳固存机制的研究较少。

孔隙结构特征影响保护性耕作条件下的碳矿化

最近,由Liu Xiaobing教授和Zhang Xingyi教授的一个研究团队来自黑人土壤保护和利用的主要实验室,中国科学学院的东北地理研究所和农业学研究所表明,孔的连通性和各向异性会通过> 2MMMMMMMMMMMMMMMPRECTARES PROCKERATYS PROCKERATYS pRACKERASES的毛孔连接性和各向异性影响碳矿化。

本研究以2004年在海伦站建立的保护性耕作长期定位试验为基础,选取常规耕作、少耕、免耕3个处理进行研究。

利用工业纳米级计算机断层扫描技术测量原位土柱和>2 mm骨料填充土柱的土壤孔隙大小分布、形状参数、胞外酶活性和碳矿化程度。

结果表明:长期免耕和减少耕作增加了原位土柱的总孔隙度和较大孔隙的比例,但显著降低了原位土柱中较小孔隙的比例。

传统耕作方式的孔隙结构最为复杂,孔隙分形维数最高(2.75–2.90),各向异性最大(0.366–0.516),球形度最低(5.1–28.7)(图1a);对于填充有>2 mm 聚集体的土柱,减少耕作方式使孔隙连通性显著增加3.02–3.62 %,而不耕作方式则没有影响(图1b)。

此外,结构方程模型表明,在填充有 > 2 mm 聚集体的土柱中,孔隙形状参数,特别是连通性和各向异性,直接对 β-葡萄糖苷酶和 β-木糖苷酶的活性产生正向影响,并通过间接影响胞外酶活性对土壤碳矿化产生正向影响。

研究结果强调了孔隙形状参数对土壤碳封存影响的重要性,有助于理解> 2 mm 聚集体中土壤碳封存的微观机制。


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