【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)對溫度變化的響應(yīng)，不僅影響土壤養(yǎng)分循環(huán)、還影響陸地生態(tài)系統(tǒng)碳源/匯效應(yīng)。土壤有機(jī)質(zhì)分解的溫度敏感性(Q10)不僅是生態(tài)學(xué)和土壤學(xué)研究的核心科學(xué)問題之一，也是變化生態(tài)學(xué)研究的熱點領(lǐng)域。國內(nèi)外學(xué)者對Q10的影響因素或機(jī)制開展了大量卓有成效的研究工作，并有不少相關(guān)的綜述或展望；然而，迄今為止有關(guān)培養(yǎng)與測定模式的探討卻非常少。
 

　　傳統(tǒng)上，科研人員廣泛采用了恒溫培養(yǎng)+間斷測定模式(CDM模式)；即通過設(shè)置3~6個恒定溫度對土壤進(jìn)行培養(yǎng)(如5、10、15、20、25oC等)，然后在天、周、月間隔，測定土壤有機(jī)碳分解速率(Rs)；在測試方法上，大多采用堿液吸收法或氣相色譜法進(jìn)行測定，然后再利用所測定的Rs和對應(yīng)溫度計算Q10。后來，也有人在此基礎(chǔ)上提出將土壤培養(yǎng)改良為連續(xù)變溫的模式，即連續(xù)變溫培養(yǎng)+間段測試模式(VDM模式)。這兩種經(jīng)典模式極大地推動了SOM分解對溫度響應(yīng)的研究，但卻無法從理論、算法、操作上克服其固有的問題(詳見原文討論)。
 

　　為了克服CDM和VDM模式的弊端，在總結(jié)前人相關(guān)研究基礎(chǔ)上，中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所何念鵬研究團(tuán)隊發(fā)展了連續(xù)變溫培養(yǎng)結(jié)合連續(xù)–高頻土壤微生物呼吸速率的測定裝置與技術(shù)(PRI-8800)，并發(fā)展了Q10研究的連續(xù)變溫培養(yǎng)+連續(xù)自動測試的新模式(圖, VCM模式)。VCM模式充分利用連續(xù)變溫培養(yǎng)+連續(xù)–高頻土壤微生物呼吸測定裝置聯(lián)用的優(yōu)勢，實現(xiàn)了對土壤樣品連續(xù)變溫培養(yǎng)，基本克服了CDM模式中土壤微生物對特定培養(yǎng)溫度的適應(yīng)性和底物消耗不均的重要缺陷。VCM模式通過開發(fā)連續(xù)–高頻土壤微生物呼吸測定系統(tǒng)，可結(jié)合培養(yǎng)過程的溫度特征，在升/降溫過程中對每個樣品進(jìn)行連續(xù)的、高頻度的測試。通過測定更多溫度下土壤微生物呼吸速率，從而提高Q10的擬合精度。同時，在新設(shè)備支持下，VCM模式的培養(yǎng)與測試過程非常簡單快捷，有利于開展大量樣品測試或大尺度聯(lián)網(wǎng)研究。
 

　　在理論上深入探討三種模式優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊結(jié)合三種模式開展了多點的對比性案例研究，有關(guān)VCM模式優(yōu)缺點和應(yīng)用前景的相關(guān)論文近期在土壤學(xué)領(lǐng)域期刊soil Biology & Biochemistry 正式在線發(fā)表。該論文是團(tuán)隊前期大量研究的延續(xù)，為今后國內(nèi)外開展SOM分解對溫度變化響應(yīng)的相關(guān)研究提供了可借鑒的方法學(xué)。
 

　　相關(guān)研究受到國家自然科學(xué)基金項目(31770655,41571130043)、國家重點研發(fā)計劃項目(2016YFC0500102)、生態(tài)系統(tǒng)觀測與模擬重點實驗室青年團(tuán)隊項目(LENOM2016Q0005)等的資助。
 

SOM分解對溫度變化響應(yīng)的連續(xù)變溫培養(yǎng)+連續(xù)測定模式(VCM模式)