黄土高原土壤水分-有机碳-微生物耦合作用研究进展

编号 zgly0001747205

文献类型 期刊论文

文献题名 黄土高原土壤水分-有机碳-微生物耦合作用研究进展

作者 杨阳  刘良旭  张萍萍  吴凡  周媛媛  宋怡  王云强  安韶山 

作者单位 中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室  中国科学院第四纪科学与全球变化卓越创新中心  陕西黄土高原地球关键带国家野外科学观测研究站  中国科学院西北生态环境资源研究院乌拉特荒漠草原研究站  西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室 

母体文献 生态学报 

年卷期 2023,43(4)

页码 1714-1725

年份 2023 

分类号 S15 

关键词 黄土高原  水碳耦合  微生物群落  界面过程  模型模拟 

文摘内容 黄土高原植被恢复后土壤水分、有机碳和微生物群落发生了非同步性演变。土壤微生物是各种生命活动的载体,在土壤水-碳耦合过程中参与了一系列的氧化与还原反应,因此,土壤微生物在水-碳耦合关键过程中起着重要的调节作用,三者存在着密切的耦合关系。尽管关于植被恢复后土壤水分和有机碳变化的研究已开展较多,但是由于土壤微生物活动和群落结构复杂性和易变性,这给土壤微生物介导的水-碳耦合研究带来了相当大的困难。迄今为止,黄土高原植被恢复后土壤水、碳、微生物三者之间的耦合关系缺乏总体性的融合,大多数研究只能假设各个生物化学过程是相对独立的,对土壤水、碳、微生物耦合的认知仍存在局限性。由此,首先对黄土高原植被恢复进程、土壤水分过程和有机碳变化分别进行了综述,结合已有的理论和证据进一步概括了黄土高原土壤有机碳、微生物群落对降水格局的响应。最后整合植被、土壤和微生物界面等关键生态过程,总结了黄土高原土壤水-碳-微生物耦合界面过程,采用HYDRUS-2D模型(水文过程模型)和ORCHIDEE模型(生态系统碳模型),并融入土壤微生物种群生长动态,基于稳定碳、水同位素技术和DNA探针技术,初步构建了黄土高原土壤水-碳-微生物耦合模型框架,有利于实现土壤水、碳、微生物各界面调控过程的准确模拟与精确刻画,为黄土高原植被恢复过程中生态环境的可持续发展及其对气候变化的应对模式提供科学理论支撑。