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文献解读原名：Soil carbon accrual and crop production enhanced by sustainable subsoil management.译名：可持续性底土管理促进土壤碳积累与作物产量提升。期刊：Nature GeoscienceIF：16.1发表日期：2025.7第一作者：阚正荣南京农业大学https://doi.org/10.1038/s41561-025-01720-501背景传统保护性农业（如免耕和秸秆覆盖）虽能减少水土侵蚀，但在稻田系统中存在显著局限。免耕虽然增加了表层有机碳，但下层土壤碳储量下降，整体固碳潜力低，并且稻田厌氧环境导致覆盖秸秆分解产生有毒物质（如硫化物），抑制了微生物活动及碳转化。Meta分析显示免耕导致作物平均减产5-10%，中国南方稻田尤为严重。因此，本研究提出一种秸秆集中沟埋还田技术，通过将秸秆注入底土实现土壤固碳与作物增产协同提升。02科学问题（1）评估秸秆集中沟埋还田技术（DB-SR）对土壤有机碳（SOC）及作物产量的影响；（2）阐明SOC与作物产量提升的内在机制；（3）比较DB-SR与旋耕秸秆还田（RT-SR）的技术可行性；（4）采用Meta分析全面量化DB - SR对中国区域土壤有机碳储量和作物产量的影响。03材料与方法（1）田间试验于2008年11月在江苏省沿江区农业科学研究所进行(32°...

发布时间: 2025 - 07 - 21

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随温度变化的土壤储存：半干旱草原微生物活力和呼吸作用的变化

作者：

发布时间： 2025 - 01 - 02

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文献解读原名：Temperature-dependent soil storage: Changes in microbial viability and respiration in semiarid grasslands译名：随温度变化的土壤储存：半干旱草原微生物活力和呼吸作用的变化期刊：Soil Biology and BiochemistryIF：9.8线上发表日期：2024年12月发表日期：2025年3月通讯作者：田建卿（中国科学院植物研究所）亮点（1）相比于-20℃，在4℃下储存土壤细胞的存活率更高。（2）在 4 °C 下温和解冻 3 天可优化冻土中的细胞活力。（3）土壤呼吸对储存的响应取决于土壤类型。背景土壤微生物是生物地球化学循环的关键引擎，也是土壤有机碳（SOC）分解和稳定的关键驱动因素。理想情况下，研究人员应在取样后立即对新鲜土壤进行大多数微生物活动和微生物介导的土壤生物地球化学分析，然而，由于实际限制，在低温下储存土壤是土壤微生物学研究中的常见做法，可能会影响微生物活力和微生物介导的呼吸作用，几十年来，不适当的储存条件导致了已发表的研究中相互矛盾的结论。目前对储存过程中活微生物参数的变化和微生物介导的呼吸仍然缺乏了解。材料与方法（1）于2022年8月和2023年5月在从内蒙古草原生态系统研究站（IMGERS；116◦42′E，北纬43°38′，海拔约1260米)。中国内蒙古自治区采集了4种类型的土壤，包括大针茅（S.grandis）、羊草（L.chinensis）、西林河流域草甸（湿地）和浑善达克沙地（沙质）土壤。之后将4种类型的土壤样本分别在4℃和 -20℃下储存 0、5、40 和210天。对于在-20℃下保存的土壤，作者采用了两种解冻方法：室温下直接解冻和4 ℃下温和解冻（gentle thawing）。作者研究了储存期间微生物存活率（microbial viability）的趋势和影响因素，以及培养期间微生物介导的呼吸作用的变化。（2）检测指标：含水量、总氮、总磷、微生物量碳、微生物量氮、粒径分布、pH、阳离子交换量、16srRNA测序、细胞活性、土壤呼吸。结果（1）土壤储存导致活细胞的存活率呈指数级下降（图1a-b）。储存温度、持续时间和土壤类型对存活率和产量有显著影响。在4℃下储存5、40和210天后，存活率分别为77.0%、71.2%和47.3%。在-20℃下储存后，存活率分别为69.1%、55.6%和38.1%（图1a）。总体而言，与-20℃相比，在4℃下储存时的存活率明显...

文献解读（2024.11发表）| 根际是微生物残体进入土壤碳库的热点区

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发布时间： 2024 - 11 - 29

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文献解读原名：Rhizosphere as a hotspot for microbial necromass depositioninto the soil carbon pool译名：根际是微生物残体进入土壤碳库的热点区期刊：Journal of EcologyIF: 5.3发表日期：2024.11.15第一作者：汪其同背景森林土壤是陆地生态系统最大的有机碳（SOC）库，高效发挥森林土壤碳汇功能是实现“双碳”战略目标的重要途径之一。相应地，科学认识森林土壤固碳过程与调控机制已成为当前森林生态学、土壤学领域重要的前沿基础科学问题与林业碳汇功能适应性管理的核心现实需求。近年来不断涌现的证据表明，微生物通过合成代谢而迭代积累的微生物残体很大程度上主导了SOC的长期积累和固持。其中，由于根源C持续输入在根系周围的根际微域形成了一个独特而又典型的微生物热点区，并伴随着更快的微生物生长和更强的微生物代谢活性，进而导致根际区微生物残体对长期SOC积累贡献能力比非根际区更为突出和明显。然而，目前大多研究通常将根际和非根际土壤视为一个均质有机体，而缺乏针对根际区SOC形成过程与稳定性机制的专一性试验研究，导致根际区土壤碳动态过程及其生态重要性在很大程度上未被探索和了解，已成为森林土壤碳汇功能变化认知最少且极为薄弱的关键环节之一。基于此，中国科学院成都生物研究所尹华军研究团队通过系统收集青藏高原典型高寒针叶林39个样点的根际和非根际土壤样品（图1），量化了根际和非根际土壤中有机碳和氨基糖的浓度，并通过计算根际相对于非根际土壤中增加的氨基糖与增加的有机碳的比例（RAS/SOC），评估了微生物残体对根际SOC积累的贡献程度。同时测定了根际土壤养分浓度和微生物生理性状，以揭示多变环境下根际微生物残体对SOC积累贡献的潜在微生物调控机制。图1 39个高寒针叶林采样点分布图我们假设：（1）根际土壤中微生物残体的浓度大于非根际土壤，这是由于根际沉积中富含C的不稳定基质激发了更高的微生物代谢效率；（2）考虑到根际区植物与微生物对养分的激烈竞争，土壤养分有效性将主要决定微生物残体对根际SOC的贡献幅度，特别是在植物生长和生产力通常受到土壤养分有效性的限制的高寒森林中。研究结果（1）根际和非根际SOC和微生物残体的差异。根际SOC和氨基糖浓度均显著高于非根际土壤（图2）。其中，根际SOC平均浓度比非根际土壤高66.7% (图2a)；根际土壤中总氨基糖、胞壁酸和氨基葡萄糖的平均浓度分别比非根际土壤高78.5%、45.9%和59.1%（图2b-d）。图2 根际和非根际土壤有机碳、胞壁酸、...

青藏高寒草甸氮磷供应调控土壤有机碳的稳定性

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发布时间： 2024 - 11 - 14

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草原土壤储存有439 Gt有机碳（SOC），在调节区域乃至全球气候变化进程中起着重要作用。然而，全球气候变化背景下，大气氮沉降的“施肥效应”强烈地影响着土壤碳储存。因此，明确高寒草甸SOC组分对氮、磷富集的响应和潜在机制至关重要。西南民族大学高寒湿地生态保护研究创新团队马文明副研究员课题组依托青藏高原生态保护与畜牧业高科技研究示范基地和四川若尔盖高寒湿地生态系统国家野外科学观测研究站以红原高寒草甸为研究对象进行了长期氮磷添加实验。采取随机区组用尿素(CO(NH2)2)和过磷酸钙(Ca(H2PO4)2·H2O)设计7个施肥梯度，氮肥施尿素(46.65%N)，磷肥施过磷酸钙(16%P2O5)，施肥梯度分别为（0g尿素+0g过磷酸钙）/m2(CK)、（10g尿素）/m2(N10)、（30g尿素）/m2(N30)、（10g过磷酸钙）/m2(P10)、（30g过磷酸钙）/m2(P30)（5g尿素+5g过磷酸钙）/m2(NP10)、（15g尿素+15g过磷酸钙）/m2(NP30)。研究发现，氮和磷添加导致 SOC含量增加19.95%–36.66%；在相同施肥条件下，SOC含量随着施肥梯度的增加而增加，在N30处理下达到最高；N和P添加促进了脂肪族碳和芳香族碳的富集；与其他处理相比，NP30处理下SOC的稳定性最高，而P10处理下SOC的稳定性最低。表明N和P添加促进了不稳定碳的损失和稳定碳的富集，从而提高了SOC的稳定性，促进了高寒草甸SOC的封存。总体而言，氮磷添加改变了高寒草甸土壤有机碳的理化性质以及SOC的官能团组成，进而促进了SOC积累。因此，在退化的生态系统中添加氮和磷可能是改善土壤碳固存的有效措施。该项研究近期以题为Nitrogen and phosphorus supply controls stability of soil organic carbon in alpine meadow of the Qinghai-Tibetan Plateau发表在生态学领域一区期刊Agriculture Ecosystems & Environment上（IF=6.576）。该研究得到了国家自然科学基金（No. 31600378和U20A2008）、西南民族大学青藏高原研究科技创新团队（2024CXTD10）建设项目、西南民族大学“双一流”建设项目（No. CX2023030）和中央高校优秀学生培养工程项目（2023NYXXS099）等项目资助。Fig. 2. The effects of N and P addition on soil ...

文献解读| 林冠和林下氮素添加对温带森林土壤微生物残体碳的影响不同

作者：

发布时间： 2024 - 10 - 18

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栢晖文献解读原名：Canopy and understory nitrogen additions differently affect soil microbial residual carbon in a temperate forest译名：林冠和林下氮素添加对温带森林土壤微生物残体碳的影响不同期刊：Global Change BiologyIF：10.8发表日期：2024.7（网络首发2024.7）第一作者：Yuanqi Chen，湖南科技大学1背景对森林的研究主要集中在林下加氮对微生物和微生物残体的影响上，但对自然界氮沉积的主要途径——植物冠层氮沉积的影响还没有明确的探讨。本文研究了10年N添加量(25和50 kg N ha−1yr−1)和模式(冠层和林下)对温带阔叶林土壤微生物残体的影响。2假设（1）N的添加减轻了微生物对N的限制，增加了土壤中微生物生物量和微生物残体碳；（2）冠层氮的截留减少了直接进入土壤的氮量，所以林下N的添加对微生物残体的影响比冠层N的添加更强。3材料与方法（1）本研究在中国河南省鸡公山国家级自然保护区大别山国家级森林生态系统野外观测研究站(北纬31°46′~ 31°52′，东经114°01′~ 114°06′)进行；（2）共随机设4个区组。每个块包含5个处理：CT(对照，不添加氮素)、CN25 (25 kg N / ha−1yr−1冠层添加氮素，低氮)、CN50 (50 kg N /ha−1yr−1冠层添加氮素，高氮)、UN25 (25 kg N / ha−1yr−1林下添加氮素，低氮)和UN50 (50 kg N / ha−1yr−1林下添加氮素，高氮)；（3）施氮方式为NH4NO3溶液，4 ~ 10月每月施氮(每年7次)。为了增加树冠N，在每个地块的中心设置了一个35米高的塔，以支持洒水装置和抽水装置，将N溶液输送到森林树冠上（图1）；（4）2022年7月，对应施氮第10年，分别在0 ~ 10 cm和10 ~ 20 cm深度采集土壤样品，共40个样品；（5）测定指标：pH、有机碳、全氮、全磷、磷脂脂肪酸、氨基糖。图1.正常处理中的三个喷撒系统。4结果（1）在0~10 cm土层，无论添加方式如何，N的添加都使土壤pH降低；与CT相比，CN25、CN50和UN50土壤全氮浓度显著增加。在10~20 cm层，尽管土壤pH趋于较低，土壤有机碳和全磷浓度似乎较高(表1)。表1.施氮第10年各处理土壤理化性质（2）无论冠层还是林下模式，N添加对土壤微生物PLFA均无显著影响（表2），这表明微生物...

文献解读| 河流表层中溶解性黑碳的特征

作者：

发布时间： 2024 - 08 - 30

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原名：Characteristics of dissolved black carbon in riverine surface microlayer译名：河流表层中溶解性黑碳的特征期刊：Marine Pollution BulletinIF：5.3发表日期：2023.07第一作者：Vaezzadeh, Vahab 中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室粤港澳环境污染与控制联合实验室一、背景黑碳(BC)是由生物质和化石燃料不完全燃烧产生的。根据BC的结构和土壤组成，土壤中的BC最终会生物降解并在孔隙水中溶解，从而通过地表径流输送到水生环境中。BC的溶解形式(DBC)通过河流进入海洋，由于其难降解的特性，对地球上的碳循环具有重要意义。先前使用（BPCAs）苯多羧酸方法的研究已经证明了河流和海洋中不同的DBC特征。虽然DBC的河流输出被认为是海洋DBC库的主要贡献者，其速率为27 Tg -1C-1y ，但关于河流DBC的含量和特征(结构和同位素特征)的数据缺乏。表层微层(SML)厚度为1 ~ 1000 μm，是大气和水生环境之间的分界线，与下层相比，具有不同的生物地球化学特性。SML在（可溶性有机碳）DOC及其难熔部分的扩散气水交换中起着重要作用，既是DBC的来源，也是DBC的汇。目前，有机污染物在SML中的富集已经得到了广泛的研究，而空气-水界面的DBC研究一直被忽视。因此，通过对珠江（PR）上、中和下游的SML中DBC含量组成及其同位素的研究弥补河流DBC特征和河口DBC的运输机制的数据的缺失以及有助于更好的理解DBC沿陆-海洋连续体的运输和命运。二、科学问题（1）分析从PR中采集的SML样本中DBC的含量、组成和δ13C特征。（2）将SML中DBC的特征和来源与全球不同水生生态系统的现有文献进行比较。三、材料与方法（1）SML水样采集于2020年10月东部PR上、中、下游的沙绵（SM：23.1◦N/113.2◦E）、帕周（P：23.1◦N/113.4◦E）和黄蒲（HP：23.1◦N/113.5◦E）。（2）SML样品的采集使用预先清洗的定制旋转鼓采样器（长50 cm，直径30 cm，转速为73.5 r/min。（3）测定指标：DOC（总有机碳（TOC）分析仪），DBC（采用Dittmar（2008）描述的BPCA方案），DBC的δ13C分析（作者2021年出版论文中相同的方法）。（4）数据分析：利用斯皮尔曼相关系数研究DBC与DOC之间的相关性，采用了单因素方差检验来分析不同采样点间的DBC组成和δ13C值的差异。BPCA操作方法：将冻干的沉...

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