植物及土壤碳同位素组成对环境变化响应研究进展

摘要

植物和土壤的δ13C(碳同位素组成)能可靠记录环境信息,综合反映植物的生理生态特征以及碳循环过程中的生物化学过程,为人们理解生态系统碳循环提供有用信息. 因此,研究植物和土壤的δ13 C与环境因子的关系可以揭示生态系统碳循环的格局及其控制因子,进而有效预测全球变化及其对生态系统的影响. 对植物和土壤的δ13C以及二者的差值(Δδ13C)与气候因子(如温度、降水量、大气压强等)、土壤因子(如C∕N、土壤质地、土壤pH等)的关系进行了综述. 现有研究表明:C3 植物的δ13 C与降水量、大气压强均呈负相关,与温度的关系非常复杂,而针对C4 植物和在群落水平上开展的研究还较少;土壤δ13 C与降水量、土壤C∕N、土壤w(粉粒)及w(黏粒)均呈负相关,与温度、土壤pH、土壤w(砂粒)均呈正相关,然而环境因素间的耦合作用使得情况复杂化,多种环境因素的匹配关系究竟如何影响土壤δ13C的机制问题仍有待深入研究;Δδ13 C能够更加全面准确地反映土壤碳循环信息,但对其与环境因子关系的研究较少,并且影响Δδ13C的驱动因子及机制也不明确. 因此,在土壤-植物体系内,同时在物种和群落水平上,进行植物和土壤δ13C特别是Δδ13C与环境因子关系的研究,能够更加准确地预测和揭示环境变化对生态系统碳循环的影响,这也将是今后该领域的研究重点.