土壤有机碳矿物固持机制及其影响因素

摘要

土壤碳库是陆地生态系统的最大碳库,其在碳循环中起到重要作用.考虑到温室效应的日益严重,增加土壤有机碳的稳定性成为迫在眉睫的问题.研究证实,矿物吸附机制是最重要的土壤有机碳稳定机制之一.矿物吸附有机碳容量和稳定性受多重因素影响.土壤矿物类型、结晶程度和径级大小等矿物因素影响矿物吸附能力和机制.非晶质矿物如水铝英石和伊毛缟石对有机碳有很强的吸附能力.植物源碳多被粗径级矿物吸附,微生物碳则易被细径级矿物吸附.微生物途径形成的微生物碳富集在微生物"热点"地区,即矿物表面孔隙.微生物降解对矿物结合有机碳的形成有双重作用,一方面微生物和矿物竞争活性有机碳,部分矿化成CO2释放到大气中,部分转化为微生物生物量被微生物循环利用或被矿物吸附.另一方面,微生物分解惰性有机碳,使其更易被矿物吸附.除上述因素外,土壤物理性质、化学性质和土地利用等因素均影响矿物吸附能力.矿物在土壤碳储中的地位毋庸置疑,研究矿物吸附有机碳机制和因素,有助于增加土壤碳储量.本文对以往土壤碳研究中与矿物有关的内容进行了总结归纳,旨在推断矿物保护土壤有机碳相关规律,为增加土壤碳储量、缓解气候变暖对土壤碳储影响提供理论基础.