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2021
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摘要植物源和微生物源碳(C)在土壤剖面中的化學組成已被定量評估，但基于根際視角的植物源和微生物源C在土壤有機碳形成中的垂直分布格局及其相對貢獻仍然缺乏。我們以云杉人工林（Picea asperata）為研究對象，量化了礦質層土壤不同深度（0-10 cm, 10-20 cm及20-30 cm）根際微生物源C、植物源C和土壤有機碳(SOC)的差異化積累，并分析了其垂直分異規律的關鍵調控因素。此外還進一步揭示了植物源和微生物源C對根際SOC的相對貢獻。結果表明，根際微生物和植物源C、SOC含量隨土壤深度的增加而降低，主要受根生物量和微生物生物量的調節。此外，微生物源C對根際SOC的貢獻(大于62%)顯著高于植物源C (小于6%)。上述結果表明，高寒人工針葉林根際土壤微生物源C是礦質土壤上層根際SOC的主要貢獻者。研究結果從根際視角為評估土壤剖面中微生物或植物源C對SOC的相對貢獻提供了直接的實驗證據。關鍵詞根際，微生物源C，植物源C，土壤剖面，高寒針葉林研究背景土壤有機碳（SOC）的組成和主要來源已經成為當前生態學和土壤學領域亟需解決的核心科學問題之一。根際作為受根系活動強烈影響的微生物熱點區，根系生理代謝活性在土壤剖面的變異很可能導致根際土壤C動態的垂直變異。然而，目前的大部分研究僅關注非根際SOC化學組成和來源（植物源和微生物源C）的垂直分異規律，而忽視了土壤垂直方向上根-土互作差異所導致的根際SOC形成途徑的空間分異規律。因此，求證和量化森林根系活動介導的根際SOC組成和來源的垂直分異規律已成為一個十分重要又極度缺乏的研究課題。研究內容以西南亞高山典型的云杉人工林（Picea asperata）為試驗對象，利用2種被廣泛使用的生物標志物（氨基糖和植物源脂類/木質素酚類），量化了礦質土壤不同深度（0-10 cm, 10-20 cm及20-30 cm）根際微生物源和植物源C的含量，并分析了其垂直分異規律的關鍵調控因素。此外還進一步揭示了植物源和微生物源C對根際SOC的相對貢獻。主要結果1）SOC、植物源C和微生物源C含量隨土層深度的變化隨著土壤深度的增加，SOC含量顯著降低(圖1）。其次，土壤微生物殘體C、真菌殘體C和細菌殘體C也呈下降趨勢(圖2），并且各土層中根際真菌殘體C是微生物殘體C的主要組成部分(圖2)。此外，隨著土壤深度的增加，長鏈脂肪酸、角質、軟木脂和木質素酚單體的含量均呈下降趨勢(圖3)，并且各土層植物源C主要成分為軟木脂(占57.59 ~ 63.27%)，其次為長鏈脂肪酸(占17.14 ~ 24.66%)，最后為木質素酚單體(占4.74 ~ 13.5...