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内容介绍
本书是对作者所主持和参与的多项国家自然科学基金项目成果的系统总结，也是对作者团队多年来关于黄土高原土壤有机碳形成与固定系统研究的全面梳理，主要内容包括黄土高原植被恢复特征，土壤有机碳储量特征，根系和枯落物对土壤有机碳的贡献，土壤有机碳形成、周转与稳定的物理、化学和微生物学机制，植被–土壤–根系各界面土壤碳形态及其转移特征，土壤微生物碳泵参与的有机碳形成与转化过程等。
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目录
目录
第1章 绪论1
1.1 黄土高原土壤有机碳的固定作用进展2
1.2 黄土高原土壤有机碳的物理固定作用5
1.3 黄土高原土壤有机碳的化学固定作用6
1.4 黄土高原土壤有机碳的微生物固定作用8
1.4.1 固碳微生物对土壤有机碳积累的作用8
1.4.2 微生物残体对土壤有机碳积累的作用10
1.4.3 微生物残体碳库对土壤有机碳循环模型的重要作用11
参考文献12
第2章 植被恢复中土壤有机碳密度与稳定性18
2.1 区域尺度下土壤有机碳稳定性与密度变化特征18
2.1.1 黄土高原从西到东土壤有机碳稳定性与密度变化特征18
2.1.2 黄土高原从南到北土壤有机碳含量与密度变化特征21
2.2 小流域尺度下土壤有机碳稳定性与密度变化特征21
2.2.1 坊塌流域土壤有机碳稳定性与密度变化特征22
2.2.2 纸坊沟流域土壤有机碳稳定性与密度变化特征24
2.2.3 董庄沟流域土壤有机碳稳定性与密度变化特征27
2.2.4 杨家沟流域土壤有机碳稳定性与密度变化特征29
2.2.5 小流域尺度下土壤有机碳各组分含量、稳定性及其影响因素31
2.3 不同植被类型下土壤有机碳稳定性与密度变化特征39
2.3.1 乔木植被类型下土壤有机碳稳定性与密度变化特征39
2.3.2 灌丛植被类型下土壤有机碳稳定性与密度变化特征40
2.3.3 草本植被类型下土壤有机碳稳定性与密度变化特征41
2.4 小结43
参考文献44
第3章 土壤有机碳形成的物理和化学机制45
3.1 土壤有机碳的物理保护机制45
3.1.1 不同粒级团聚体中有机碳含量45
3.1.2 不同粒级团聚体有机碳组分49
3.1.3 土壤有机碳与团聚体之间的关系68
3.2 基于生态化学计量学探讨土壤有机碳的固定机制70
3.2.1 陕北黄土高原土壤有机碳组分分布特征70
3.2.2 土壤有机碳组分和元素生态化学计量特征的相关性72
3.3 应用红外光谱技术探究土壤有机碳的形成过程73
3.3.1 红外光谱分析原理与技术74
3.3.2 结合中红外漫反射光谱技术研究有机碳形成的物理、化学和微生物机制86
3.4 小结98
参考文献99
第4章 光合碳在植物–土壤系统中的转化过程101
4.1 碳同位素方法在生态系统有机碳动态研究中的应用102
4.1.1 利用碳同位素方法研究植物–土壤–微生物系统中光合碳的循环与周转102
4.1.2 利用稳定同位素探针技术研究有机碳动态与周转104
4.2 云雾山不同封育年限草地光合碳在植物–土壤系统中的周转105
4.2.1 草地植被13C稳定同位素原位标记方法105
4.2.2 不同封育年限草地光合碳在植物–土壤系统中的分配106
4.2.3 不同封育年限草地土壤有机碳富集的光合碳的绝对含量110
4.3 子午岭不同树种间光合碳在植物–土壤系统中的周转112
4.3.1 森林植被13C稳定同位素原位标记方法112
4.3.2 乔木光合碳在植物–土壤系统中的分配113
4.4 枯落物分解对土壤有机碳收支的影响120
4.4.1 枯落物分解对土壤有机碳的贡献120
4.4.2 枯落物分解对土壤矿化作用的影响123
4.5 枯落物分解过程中微生物群落结构的变化及其对土壤有机碳的贡献131
4.5.1 枯落物分解过程中微生物群落结构的变化131
4.5.2 枯落物分解过程中微生物残体碳的变化134
4.6 小结138
参考文献139
第5章 叶际微生物群落变化及其对有机碳的贡献148
5.1 叶际碳组分变化148
5.1.1 枯落物中纤维素和半纤维素含量的变化148
5.1.2 枯落物中木质素含量的变化151
5.2 碳组分与叶际微生物组之间的关系152
5.2.1 碳组分与叶际细菌群落152
5.2.2 碳组分与叶际真菌群落158
5.3 小结162
参考文献162
第6章 枯落物分解影响土壤有机碳周转的微生物学机制1…
6.1 枯落物分解过程中叶片有机碳周转的微生物学机制1…
6.1.1 枯落物分解过程中有机碳的变化特征1…
6.1.2 枯落物分解过程中微生物代谢产物变化特征172
6.1.3 枯落物分解过程中微生物多样性及群落结构变化特征173
6.2 枯落物分解对土壤有机碳的影响180
6.2.1 枯落物分解对土壤有机碳及其他性质的影响180
6.2.2 枯落物分解对土壤微生物群落及功能的影响181
6.2.3 枯落物分解对土壤细菌多样性的影响186
6.2.4 枯落物分解过程中土壤性质对土壤细菌群落结构的影响186
6.2.5 枯落物分解过程中土壤有机碳的周转机制188
6.3 小结192
参考文献193
第7章 草地根系对土壤有机碳形成的影响195
7.1 典型草地植物群落根系性质特征195
7.1.1 植物群落根系生物量与形态分布特征195
7.1.2 植物群落根系化学性质特征198
7.1.3 植物群落根系性质与土壤碳组分的相关性198
7.2 典型草地植物根系生长对土壤有机碳的影响201
7.2.1 植物群落根系生长过程中土壤有机碳的变化特征201
7.2.2 根系分泌物对土壤有机碳及其组分的影响203
7.3 典型草地植物根系分解对土壤有机碳的影响205
7.3.1 根系分解速率特征206
7.3.2 根系C、N、P的动态变化特征207
7.3.3 根系分解对土壤有机碳及其活性组分的影响208
7.4 小结212
参考文献212
第8章 植物残体碳转化的界面过程214
8.1 植物残体碳转化对界面土壤碳组分的影响215
8.1.1 土壤物理碳组分215
8.1.2 土壤化学碳组分217
8.1.3 讨论217
8.2 植物残体分解对界面土壤胞外酶活性的影响219
8.2.1 土壤胞外酶活性220
8.2.2 影响土壤胞外酶活性的因素222
8.2.3 讨论224
8.3 植物残体分解对界面土壤生态化学计量特征的影响225
8.3.1 土壤可溶性C、N和P的生态化学计量特征225
8.3.2 土壤微生物生物量生态化学计量特征226
8.3.3 土壤C、N、P生态化学计量特征226
8.3.4 土壤胞外酶生态化学计量特征227
8.3.5 土壤胞外酶生态化学计量特征与土壤生态化学计量特征的相关性分析227
8.3.6 讨论228
8.4 枯落物分解对界面土壤微生物代谢限制的影响230
8.4.1 土壤微生物代谢限制的分布特征231
8.4.2 土壤微生物代谢限制的影响因素231
8.4.3 讨论235
8.5 枯落物分解对界面土壤微生物周转及存留过程的影响236
8.5.1 微生物残体标志物237
8.5.2 土壤微生物残体碳237
8.5.3 土壤微生物残体与碳组分的相关关系239
8.5.4 影响土壤微生物残体碳积累的因素242
8.5.5 讨论244
8.6 小结247
参考文献247
第9章 土壤固碳微生物群落及微生物产物对有机碳的贡献256
9.1 土壤固碳微生物群落分布特征256
9.1.1 土壤固碳微生物群落的地理分布格局257
9.1.2 不同植被区土壤固碳微生物群落特征262
9.1.3 降水变化下草地土壤固碳微生物的群落特征265
9.1.4 生物结皮形成过程中固碳微生物群落结构特征270
9.2 土壤固碳微生物的固碳机制274
9.2.1 不同植被区土壤固碳微生物的固碳途径特征274
9.2.2 不同植被区固碳途径中编码基因变化特征276
9.2.3 不同自然降水条件下草地土壤固碳微生物的固碳途径279
9.2.4 不同自然降水条件下草地土壤固碳途径中编码基因变化特征280
9.3 土壤固碳微生物的固碳潜力及其调控因素283
9.3.1 不同植被区土壤固碳微生物的固碳潜力特征283
9.3.2 不同植被区土壤固碳微生物的固碳潜力调控因素284
9.3.3 生物土壤结皮形成过程中固碳微生物固碳潜力的变化特征291
9.3.4 生物土壤结皮形成过程中固碳微生物固碳潜力变化的调控因素291
9.4 不同植被区土壤微生物产物对有机碳积累的贡献293
9.4.1 土壤胞外酶活性及微生物生物量变化特征293
9.4.2 土壤颗粒态有机碳和矿质结合态有机碳的分布特征296
9.5 生物土壤结皮形成过程中微生物产物对有机碳积累的贡献及其调控因素298
9.5.1 胞外酶及其生态化学计量特征变化298
9.5.2 颗粒态有机碳和矿质结合态有机碳的变化特征305
9.5.3 微生物残体碳的变化特征310
9.5.4 微生物残体积累和分解的调控因素313
9.6 小结316
参考文献316
第10章 深层土壤有机碳及其与微生物群落的关系321
10.1 深层土壤有机碳含量与储量322
10.1.1 人工刺槐林深层土壤养分含量特征322
10.1.2 人工刺槐林深层土壤有机碳含量与储量分布特征323
10.1.3 人工刺槐林深层土壤有机碳储量影响因素324
10.2 人工刺槐林深层土壤微生物群落分布325
10.2.1 人工刺槐林深层土壤微生物群落结构326
10.2.2 人工刺槐林深层土壤微生物群落多样性327
10.3 深层土壤有机碳含量与储量关系分析330
10.4 深层土壤微生物群落结构分析332
10.5 小结333
参考文献333
第11章 研究展望337
参考文献339
