SoilLab土壤呼吸(xi)實(shi)驗(yan)測量(liang)系統應(ying)用於幹(gan)旱區(qu)土壤研(yan)究

     SoilLab多(duo)通道(dao)實(shi)驗(yan)室土壤呼吸(xi)實(shi)驗(yan)測量(liang)系統由土壤呼吸(xi)測(ce)量(liang)室(shi)、氣(qi)流(liu)抽樣控(kong)制系統、CA-10氣(qi)體(ti)分析(xi)儀(yi)等組成，用(yong)於(yu)多(duo)通道(dao)實(shi)驗(yan)室土壤呼吸(xi)、土壤動物(wu)呼吸(xi)、根系呼吸(xi)、土壤微(wei)生(sheng)物(wu)活性評(ping)估、地表(biao)生(sheng)物(wu)結皮光(guang)合呼吸(xi)、土壤汙染呼吸(xi)響(xiang)應(ying)、土壤種(zhong)子(zi)庫(ku)活力(li)評估等測量(liang)研(yan)究分析(xi)，適用(yong)於(yu)各類(lei)土壤包(bao)括(kuo)耕(geng)地、旱地(di)土壤、濕地(di)土壤、工業(ye)汙(wu)染土壤、固廢等的呼吸(xi)測(ce)量(liang)和(he)Microcosm-test（微(wei)生(sheng)態實驗(yan)模擬觀測(ce)），還(hai)可(ke)進行土壤不(bu)同幹(gan)擾條(tiao)件(jian)下（如(ru)水分、養分、汙染、溫(wen)度等）的呼吸(xi)動(dong)態。

SoilLab系統主(zhu)要功能(neng)特(te)點(dian)如(ru)下(xia)：

1.模塊式(shi)配置(zhi)，可(ke)根據(ju)實(shi)驗(yan)要求(qiu)靈(ling)活配(pei)置、擴(kuo)展(zhan)，如(ru)配(pei)置(zhi)4通道(dao)、8通道(dao)、16通道(dao)乃至24通道(dao)測(ce)量(liang)系統，或(huo)組配用(yong)於(yu)土壤、雕落(luo)物(wu)、植物(wu)、昆蟲(chong)、土壤動物(wu)、甚至(zhi)嚙(nie)齒類(lei)動物(wu)的呼吸(xi)等；

2.高精度(du)氧氣(qi)分析(xi)儀(yi)和CO2分析(xi)儀(yi)，還(hai)可(ke)選(xuan)配O2分析(xi)儀(yi)、甲烷(wan)分析(xi)儀(yi)、水汽分析(xi)儀(yi)等；

3.根據(ju)需(xu)求(qiu)可(ke)選(xuan)配便(bian)攜式(shi)測量(liang)系統，分析(xi)儀(yi)、氣體(ti)抽樣系統及(ji)數據(ju)采(cai)集(ji)器(qi)等都集(ji)成在(zai)壹個便(bian)攜箱內，便於野(ye)外(wai)原(yuan)位測量土壤呼吸(xi)等；

4.可(ke)根據(ju)實(shi)驗(yan)需(xu)求(qiu)選(xuan)配不(bu)同類型(xing)的土壤呼吸(xi)室(shi)或(huo)微(wei)生(sheng)態模擬室（Microcosm chamber），或(huo)與FytoScope植物(wu)生長(chang)室組(zu)合，以觀(guan)測不(bu)同實驗(yan)控制(zhi)模擬條件(jian)下土壤呼吸(xi)、群(qun)落(luo)光合呼吸(xi)、土壤微(wei)生(sheng)物(wu)活性等；

5.可(ke)根據(ju)SIR底(di)物(wu)誘(you)導呼吸(xi)法（ISO 14240-1 Soil quality – Determin

應(ying)用案例：幹(gan)旱地(di)區(qu)土壤生物(wu)結皮與(yu)土壤地化循(xun)環(huan)

旱地(di)生態系統中(zhong)，土壤養分和有機(ji)碳(tan)（C）的循(xun)環(huan)通常是(shi)由被稱(cheng)為(wei)生(sheng)物(wu)土壤結皮（biocrusts）的土壤表(biao)面(mian)群(qun)落(luo)介導的，這些生物(wu)結皮在(zai)土壤頂部(bu)約(yue)0–2厘(li)米處循(xun)環(huan)C和(he)養(yang)分。然而，尚不(bu)清楚生物(wu)結皮在(zai)多(duo)大(da)程度上(shang)影(ying)響了深層地下礦(kuang)質土壤中(zhong)的土壤肥力(li)和生物(wu)地質化學(xue)循(xun)環(huan)（biogeochemical cycles）。人們猜(cai)測(ce)，土壤滲(shen)漏液中(zhong)的溶質從生物(wu)結皮轉(zhuan)移(yi)到更(geng)深的土壤層，可(ke)能(neng)是(shi)生物(wu)結皮肥力(li)物(wu)質向下(xia)轉(zhuan)移(yi)到礦(kuang)質土壤中(zhong)更(geng)深的微(wei)生(sheng)物(wu)群落(luo)和植物(wu)根系的主(zhu)要機制之壹。美(mei)國(guo)德克薩斯(si)大(da)學(xue)生物(wu)科學(xue)學(xue)院(yuan)（Biological Sciences, University of Texas）的Kristina E. Young等，研(yan)究了生物(wu)結皮滲(shen)漏液在促(cu)進地下(xia)營(ying)養(yang)和(he)可(ke)溶性碳(tan)庫(ku)以及(ji)地下(xia)微(wei)生(sheng)物(wu)循(xun)環(huan)中(zhong)的作(zuo)用。研(yan)究結果發表(biao)在(zai)2022年1月(yue)的《Geoderma》上(shang)。

Kristina等收集(ji)了處於三(san)個演(yan)替階段(duan)的生物(wu)結皮，並在多(duo)個土壤深度(du)采(cai)集(ji)原(yuan)狀土樣(yang)本，進行培(pei)養後(hou)使(shi)用(yong)SoilLab土壤呼吸(xi)測(ce)量(liang)系統測(ce)量(liang)土壤樣本(ben)的呼吸(xi)速(su)率，用於評估土壤微(wei)生(sheng)物(wu)的生物(wu)量和(he)其活性。同時收集(ji)滲(shen)漏液，測量(liang)每個演(yan)替階段(duan)的養分和有機(ji)C濃(nong)度(du)以及(ji)代(dai)謝物(wu)組成。研(yan)究發現，生(sheng)物(wu)結皮和(he)地下礦(kuang)質土壤之間的養分和C連(lian)通性程度取(qu)決(jue)於(yu)生(sheng)物(wu)結皮演(yan)替階段(duan)和(he)其養分元素，生(sheng)物(wu)結皮演(yan)替階段(duan)對(dui)礦(kuang)質土壤CO2通量(liang)的影(ying)響可(ke)能(neng)與長(chang)期資(zi)源積累有(you)關(guan)。在較長(chang)的時間段(duan)和(he)後期演替階段(duan)，可(ke)以通過對(dui)養分的可(ke)利用性和(he)CO2通量(liang)的反饋(kui)，來評(ping)估旱地(di)土壤的生物(wu)地質化學(xue)循(xun)環(huan)狀況(kuang)。

ation of soil microbial biomass, Part 1: Substrate-induced respiration method），評(ping)估測定(ding)土壤微(wei)生(sheng)物(wu)生物(wu)量；

6.可(ke)選(xuan)配EasyChem全自(zi)動(dong)離(li)子(zi)分析(xi)儀(yi)，勇(yong)於分析(xi)土壤營(ying)養(yang)與(yu)土壤呼吸(xi)的關(guan)系等。

應(ying)用案例：幹(gan)旱區(qu)土壤水分與營(ying)養(yang)對(dui)C循(xun)環(huan)的影(ying)響

《ECOLOGY》2022年3月(yue)1日刊登(deng)了美(mei)國(guo)猶他(ta)州(zhou)立(li)大學(xue)荒地(di)資(zi)源系和猶他州(zhou)洛(luo)根生(sheng)態中(zhong)心(xin)（Department of Wildland Resources, Utah State University and the Ecology Center, Logan, UT, USA）的Ryan T. Choi等的論文(wen)，Ryan T. Choi認(ren)為(wei)目(mu)前(qian)人們對(dui)於幹(gan)旱地(di)區(qu)土壤碳(tan)循(xun)環(huan)過程中(zhong)土壤水分、土壤C、N、P之間的相互作(zuo)用的理(li)解還(hai)明(ming)顯(xian)不(bu)足(zu)，於是(shi)展開(kai)了研(yan)究。Ryan把(ba)來自(zi)科(ke)羅(luo)拉(la)多(duo)高原(yuan)的旱地(di)生態系統的土壤進行不(bu)同水分含量處理(li)，和施(shi)加不(bu)同C肥（葡萄(tao)糖）、氮肥、磷(lin)肥的處理(li)，使用(yong)SoilLab土壤呼吸(xi)測(ce)量(liang)系統測(ce)量(liang)土壤的呼吸(xi)速(su)率。研(yan)究發現，雖(sui)然水、C 和(he) N 都可(ke)以通過壹系列復雜作(zuo)用影(ying)響土壤的碳(tan)循(xun)環(huan)，但單(dan)獨的水處理(li)對(dui)土壤生物(wu)的呼吸(xi)影(ying)響極(ji)小(xiao)，而水 + C的處理(li)會(hui)導致土壤碳(tan)循(xun)環(huan)顯(xian)著(zhu)增加，這表(biao)明(ming)水處理(li)和C處理(li)在壹定程度上(shang)的功能(neng)共(gong)限(xian)作(zuo)用（co-limitation）。單(dan)獨添加氮不(bu)會(hui)導致土壤碳(tan)循(xun)環(huan)發生變(bian)化，但是(shi)當(dang)氮與(yu)水和碳(tan)壹起(qi)添加時，相對(dui)於不(bu)加氮（只添加水和碳(tan)），氮大(da)大增加了土壤碳(tan)循(xun)環(huan)速(su)率。磷(lin)添加對(dui)碳(tan)循(xun)環(huan)沒有影(ying)響。結果表(biao)明(ming)資(zi)源之間的相互作(zuo)用令人驚訝，這有(you)助於(yu)我(wo)們(men)理(li)解生(sheng)態學(xue)中(zhong)的關(guan)鍵理(li)論，比(bi)如(ru)瞬(shun)時極大(da)值(zhi)假說(shuo)（Transient Maxima Hypothesis），支(zhi)持(chi)多(duo)資(zi)源處理(li)比單(dan)獨水分處理(li)能(neng)夠(gou)更(geng)好(hao)地解釋旱地(di)脈沖動態C循(xun)環(huan)（pulse-dynamic C cycling）這壹現象。

參(can)考(kao)文(wen)獻

Ryan T. Choi, et al. 2022. Multiple resource limitation of dryland soil microbial carbon cycling on the Colorado Plateau, Ecology ( IF 5.499 ) Pub Date : 2022-03-01 , DOI: 10.1002/ecy.3671

Kristina E. Young, et al. 2022. Vertical movement of soluble carbon and nutrients from biocrusts to subsurface mineral soils, Geoderma 405 (2022) 115495