Question

【题目】光合碳是光合作用产生的有机碳，在“大气–植物–土壤”系统碳循环中起重要作用，也是土壤有机碳的重要来源。下图为农田生态系统中水稻光合碳在不同有机质土中周转和转化的情况。请回答下列问题：

注：“CO2释放量”是指微生物分解的有机物中的含碳量。

（1）水稻农田生态系统的功能除了物质（碳）循环，还包括______________。

（2）为了研究水稻光合碳在不同有机质水稻土中周转和转化机制，需要用____________方法，该过程所用的元素通常为____________。

（3）图示表明进入低有机质土壤的光合碳，大部分通过____________生理过程消耗掉，同时土壤表现出了____________（较高、较低）的微生物碳周转率。无论高有机质还是低有机质土壤碳总和均小于100%，可能的原因____________。

Answer 1

【答案】能量流动、信息传递 同位素示踪 14C（13C） 细胞呼吸 较高 部分有机碳储存在土壤小动物体内（被土壤小动物体呼吸消耗的有机碳、物理降解或化学分解）

【解析】

生态系统的功能包括物质循环、能量流动和信息传递。研究光合碳的转移途径可用同位素标记法。由图中数据可知，进入低有机质土壤中的碳大部分通过微生物的呼吸作用以二氧化碳的形式散失掉了。

（1）由上述分析可知，水稻农田生态系统的功能除了物质（碳）循环，还包括能量流动和信息传递。

（2）为了研究水稻光合碳在不同有机质水稻土中周转和转化机制，可用同位素示踪的方法标记14C，检测14C的转移途径，从而了解水稻光合碳在不同有机质水稻土中周转和转化机制。

（3）图示表明进入低有机质土壤的光合碳，大部分通过细胞呼吸生理过程消耗掉，土壤中的未分解的有机碳低于高有机质突然，可说明低有机质土壤时表现出了较高的微生物碳周转率。图示中只研究了土壤微生物中的有机碳以及微生物分解释放的二氧化碳和土壤中未分解的有机碳的量，而土壤中的生物还有小动物，故无论高有机质还是低有机质土壤碳总和均小于100％，原因是部分有机碳储存在土壤小动物体内。