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可持续土壤发展：谈土壤碳固定的重要性

来源：花匠小妙招时间：2025-05-02 12:43

当然，这些模型也就无法用于评价土壤碳库变化中土壤功能和生物活性的变化。因此，越来越多的研究呼吁关注土壤碳固定中生态系统功能和服务变化,特别是生物活性变化及其带来的土壤肥力和生产力效应。

3土壤碳固定与稳定中的微生物活性变化认识

土壤微生物对碳固定和稳定的可能响应。

土壤微生物生物量不到土壤有机质的5%，在农业土壤中一般为1% ~ 3%。而土壤微生物体一般仅占土壤容积的1%。这些微生物被分散在土壤的不同粒径和形状的团聚体中,它们与有机质的联系常常被充水与不充水孔隙所分割。

上述碳固定和稳定的机制提示，碳固定和稳定的实质是土壤有机碳对土壤中微生物碳资源利用性降低，包括空间上的隔离和生物化学上的难分解。理论上,有机质固定和稳定势必导致对微生物生长及其对碳资源利用的限制。

那么，土壤有机碳碳库的重构和稳定，是否一定造成了土壤微生物活性的降低，如否，则存在什么过程和调控机制呢?

微生物活性与碳利用的关系。

一般地,土壤生物活性可以理解为土壤保持有一个大的微生物区系,其具有高的多样性和生物化学(功能)活性。

土壤固碳中生物活性的变化，首先是土壤微生物功能活性的变化。鉴于生物多样性在生态系统功能及其对人类环境干扰响应中具有重要意义，应该认为是土壤微生物功能活性的重要属性之一。

酶活性被普遍认为是土壤的微生物功能活性的代表，微生物通过其分泌的酶参与和调控生态系统中碳、氮、硫、磷等养分的循环,特别是土壤的脱氢酶,代表微生物的代谢活性。

土壤学研究中报道的土壤酶多达近20 种,通常分析不多于10 种酶的活性，主要是与养分利用有关和有机质分解和转化有关的土壤酶。21 世纪早期发展起来的微孔荧光法(Microplate fluorimetric assay)可以快速大批量地测定土壤酶活性。

经过不断改进，其已经成为一种可以与常规生化法相对比的土壤酶例行分析法。不过,在实验过程中需要更严密地控制分析质量。

土壤碳固定及稳定化与土壤生物活性的关系,应该主要审视碳库增长中土壤微生物生物量、微生物多样性与微生物酶活性,及其相互关系演进。

我们曾经提出以有机碳含量为尺度衡量微生物活性的变化,即用微生物熵有机碳含量归一化的微生物丰度、整合的土壤酶活性强度(将多个不同量纲的酶活性指标无量纲化为归一化酶活性，并将其分别用有机碳含量和微生物生物量归一化)的酶活性强度整合的土壤酶活性(即考虑)来衡量土壤有机质的微生物活性。

除了脱氢酶还直接在微生物体内外,绝大多数土壤酶依附于有机质及有机质—矿质复合体存在，即固定态酶，它们都分布于土壤团聚体中。

无论如何，,土壤酶活性是微生物，特别是活动着(发挥着功能) 的微生物长期活动效应的综合结果。

微生物呼吸强度用于认识土壤有机碳固定和稳定的问题。

以往多认为,土壤呼吸活性所代表的微生物代谢活性是土壤质量和微生物活性的良好指示，但这只是相对于无干扰或自然生态系统的土壤。

根据碳固定理论框架,土壤呼吸越强，表示土壤微生物所消耗的有机物质越多,代表了土壤碳越不稳定。不过，目前还没有对土壤碳固定和稳定中土壤微生物生物活性进行充分研究，还不能全面和定量评估土壤碳固定和稳定化对土壤微生物活性的影响。