Biogeosciences | 地上凋落物与土壤有机质形成的相关性

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      与矿质表土相比，导致底土中有机质（OM）的形成与稳定的起源和过程仍不完善。该研究从一连串的概念模型的角度探讨了整个土壤剖面中凋落物源碳（C）的去向，该模型提出，在可溶性有机碳（DOC）向下迁移的过程中，底土中的OM的形成与吸附－微生物过程－再吸附循环有关。研究的主要目的是通过DOC的迁移来量化新近凋落物对底土C储量的贡献，并评估不同功能OM组分中凋落物源OM的稳定性。

该研究在一个温带山毛榉林的20 m²不饱和雏形土中进行稳定同位素标记的小区实验，研究采用富含¹³C的凋落物代替天然凋落物层。在野外暴露22个月后，已标记的凋落物再次用天然凋落物替换，并钻取深度为180 cm的土芯。为了将新近的凋落物源C通量与其分配到不同功能的OM组分相联系起来，研究采用了水浸提、密度分馏与稳定同位素测量相结合的方法。第二次取样在18个月后进行，以进一步对移动新近凋落物源C作出解释。

几乎没有凋落物源的颗粒OM（POM）进入底土，这表明根系生物量是底土POM的主要来源。地上凋落物对矿物相关的OM（MAOM）形成的贡献在表土（0‒10 cm）为0.99 ± 0.45 g C m^-2 yr^-1，在上层底土（10‒50 cm）为0.37± 0.10 g C m^-2 yr^-1，在深层底土（> 100）为0.01 ± 0.01 g C m^-2 yr^-1。这一结果表明，新近凋落物层输入通过DOC迁移至底土C库的重要性相对较低，这意味着底土中大部分OM的年龄较高。与POM相比，凋落物源C在MAOM中损失约为66%（7‒89%），这表明新近C可通过与矿物表面的相互作用进一步稳定，尽管砂土的整体稳定性较低。该同位素标记方法支持OM在土壤剖面迁移时所经历一系列吸附、微生物过程、再吸附的循环概念，这需要在土壤OM形成和底土C循环的模型中加以考虑。

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原文链接：

https://doi.org/10.5194/bg-2019-465