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| 中国南方典型稻作梯田土壤有机碳积累及其来源表征 |
| Characterization of organic carbon pool and the source of paddy soil from typical rice terraces across southern China |
| 投稿时间：2023-12-22 修订日期：2024-02-05 |
| DOI： |
| 中文关键词: 稻作梯田 土壤有机碳 木质素 氨基糖 有机碳固定 来源解析 |
| 英文关键词: paddy terraces soil organic carbon lignin amino sugar carbon sequestration source discrimination |
| 基金项目:国家自然科学基金项目（面上项目，重点项目，重大项目） |
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| 中文摘要: |
| 摘要：【目的】研究长期耕作管理下土壤有机碳（SOC）固持能力及其积累机制是当前农业可持续发展基础研究的前沿。中国南方山区稻作梯田是国际社会公认的全球重要农业遗产，剖析其千年可持续水稻生产下的有机碳积累特征有助于探索基于自然的农田固碳技术途径。【方法】以中国南方山区几处典型稻作梯田系统为研究对象，采集0-20 cm(表土)，20-40 cm（心土）和40-60 cm（底土）等不同深度土壤样品，分析土壤有机碳形态与分布特征，同时采用生物标志物分子提取和GC-MS鉴定技术，分析木质素及氨基糖含量变化来解析有机碳的不同来源。【结果】供试5处梯田间有机碳积累水平差异极大，发育于沉积岩的四川新山梯田和高坎梯田因黏粒含量高达34%~40%，表土有机碳含量在35 g·kg-1以上，而发育于花岗岩的江西上堡梯田和浙江云和梯田，砂粒含量高达50%以上，土壤有机碳含量均在30 g·kg-1以下。在深度上，土壤有机碳分布存在分层性——表土有机碳含量（14.8~47.8 g·kg-1间）大幅度高于心底土；相较于表土，心土层SOC含量降低24.8%~62.2%，底土层SOC含量则降低47.1%~76.0%。表土具有较高的木质素含量及较低的氧化程度，较高的MBC （微生物生物量碳）/SOC和POC（颗粒态有机碳）/MAOC（矿物结合态有机碳）比值以及较低的DOC（溶解性有机碳）/SOC比值；相反，心底土有机碳含量较为匮缺（除高坎梯田外，均低于20 g·kg-1），矿物结合态有机碳和微生物残体碳占比较高。所有样品的木质素含量与总有机碳含量间呈现极显著的正相关关系（r2=0.909, p<0.05）。【结论】植物源有机碳以颗粒态物理保护而在粘质水稻土中积累，这是千年梯田有机碳稳定积聚的主要机制。有机碳的含量及其形态的变化与这些梯田的农业生产可持续性的关系还需要进一步的研究。 |
| 英文摘要: |
| 1.通过多区域代表性梯田的采样，评估南方典型稻作梯田不同深度土壤有机质固存特征，为理解稻作梯田碳循环过程提供理论基础；
2.通过对不同古梯田土壤的有机质分子组成（量、质、源）进行研究，加深对于有机质积累的和稳定的认识。 |
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