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        研究團隊揭示土壤鐵循環介導下有機碳的周轉過程

        發布日期:2022-08-19 作者: 點擊:

        近日,廣東省科學院生態環境與土壤研究所劉同旭研究員團隊發表綜述論文,系統闡述了土壤鐵循環作用下的土壤有機碳(SOC)周轉過程。

        研究背景


        土壤是陸地生物圈Z大的碳庫,SOC伴隨著土壤呼吸和土壤侵蝕正在逐漸減少,因此SOC周轉成為地學領域Z受關注的問題之一。礦物結合態有機碳對SOC穩定的重要性已成為共識,尤其土壤中豐富的鐵礦物可通過吸附、共沉淀或團聚作用介導并保護SOC。近期研究表明,鐵的價態和形態循環轉化直接影響礦物的形成與演化過程,進而對SOC的固定與分解過程產生重要的影響。因此,土壤氧化還原波動條件下,鐵循環對SOC周轉過程的影響已經成為本領域的熱點問題。

        研究結果


        研究團隊梳理了鐵礦物結合態土壤有機碳(Fe-SOC)的形成和分解途徑,并總結了控制SOC周轉的鐵生物地球化學和物理過程。土壤-植物生態系統中,輸入土壤的植物源有機碳的小部分可被鐵礦物直接固定,大部分則經微生物作用后以Fe-SOC或土壤微團聚體形式穩定存在。厭氧條件下,鐵的還原溶解可使SOC從Fe-SOC和Fe(III)膠結的土壤微團聚體中釋放,同時鐵還原和SOC氧化的微生物耦合代謝過程還可進一步降解SOC生成CO2。盡管光照、好氧或微氧的條件下,Fe(II)的生物氧化可通過共沉淀或吸附固定SOC;但有氧條件下,Fe(II)通過非生物氧化生成的活性氧物種(ROS)可氧化SOC并釋放CO2。因此,鐵在SOC穩定中的作用可能是一把“雙刃劍”,需要在將來的研究中綜合考慮。文章指出,氧化還原動態環境是未來研究的重點與難點,深入理解該過程有助于優化土壤中的碳儲存策略,為碳中和戰略實施提供土壤碳匯解決方案。


        相關研究發表于Carbon Research創刊號,并被收錄為封底文章。


        圖片

        土壤鐵循環耦合有機碳穩定及降解的過程示意圖


        本文網址:http://m.268cf.cn/news/483.html

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