土壤有机质研究动态与前沿-农业资源与生态环境研究所
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新方法：Art imaging techniques
• Transmission electron microscopy (TEM, 透射电子显微镜) • Scanning electron microscopy (SEM) • Nano-scale secondary ion mass spectrometry (NanoSIMS, 纳米二 次离子团光谱法) 利用先进的微域成像技术结合同位素标记原位反映土壤有 机质、微生物以及植物残体在土壤微域环境（团聚体）中的分 布变化及与矿物结合的特征。
4
SOM研究Top3：报告数量
• 6b:SOM分解与稳定的管理与土壤固碳和土壤健 康（74） • 2c：土壤固碳与气候变化（60） • 7b：SOM管理与生态系统服务（49）
5
SOM研究热点：特邀报告
方法
新模型
F. Cotrufu
微观表征
I. Kogel-Knaber
同位素
R. Evershed
12
土壤计量：模型
多模型结合、不确 定性量化
深层土壤有机碳变化
SOM 模型
空间数据与模型模拟 结合
团聚体-微生物模型：室 内试验-田间试验-模型 间的空间匹配；各循环 周转速率的联系
土壤结构、水分运移、生 物膜、根系作用、空间异 质性、侵蚀和运移等
土壤结构与碳固定的关系 土壤矿物质与有机碳保护
老碳
新碳
土壤胶体中矿物质与有机碳的 结合和保护是土壤有机碳稳定 的重要机制。 表征微生物与有机碳的分 布状态。
10
＜19%矿物质表面负载有机质， 新鲜有机质主要分布于老的 Mineral-organic表面。
卞荣军
获得的认识和启示
研究热点
• 基于微生物水平、基质的可利用性、团聚体构成特征认识土壤有 机碳响应与稳定
土壤有机质研究：动态与前沿
—第六届世界土壤有机质会议回顾
李恋卿，郑聚锋，卞荣军，程琨
SOM历程回顾
• SOM 2007 Abad Chabbi • SOM 2009 Keith Paustian Colorado State University • SOM 2011 Roel Merckx University of Leuven • SOM 2013 Genxing Pan Nanjing Agricultural University • SOM2015 Yakov Kuzyakov Georg-August-Universität Göttingen • SOM2017 Jennifer Dungait Rothamsted Research • SOM2019 Australia
有机碳固定与稳定机 制；关注深层固碳
Singh B.ห้องสมุดไป่ตู้. (2) Paterson E. Blagodatskaya E. Kögel-Knabner I ……
Cotrufo F.
郑聚锋
9
土壤有机碳的可视化表征技术及应用
技术方法的改进 土壤有机 碳的可视 化表征 NanoSIMS 技术
Ingrid Kögel-Knabner… (9个报告) 德国: 4; 瑞士: 1; 法国: 1; 美 国1, 澳大利亚: 1; 中国: 1
SOM组分
D. Hopkins
热点
土壤安全
C.W. Rice
土壤健康
H. Janzen
价值
人类福祉
R. Lal
6
主要关注焦点
• 土壤有机质转化与稳定 • 土壤有机碳的可视化表征技术及应用 • 土壤计量
7
土壤有机质的迁移、转化和固存
最新进展
• Aggregate-SOM 从团聚体的角度研究有机碳的微域形态分布、 物理保护作用、与矿物、微生物、有机残体的相互作用； • 生物质炭：提出施用生物质炭可以作为4‰土壤固碳计划的有 效措施。
李恋卿
8
土壤有机质转化与稳定
Vidal A. Mueller W. Gregory A. Sanaullah M. …….
植物根系与SOM 转化 关注从植物-微生物-矿物
稳定同位素技术的应 用是主要手段（28）
SOM 土壤过程
土壤微生物活性与有机碳分解： 突出生物在有机质稳定化中作用
Evershed R Shahbaz M ……
郑聚锋，卞荣军 11
土壤计量：大数据
量化碳氮水足迹的 构成、流向、循环
采用遥感数据、空间 数据进行土壤可持续 性评价的升尺度研究
数据库的标准化、完整 化、可持续性是进行大 数据研究的基础
大数据 分析
多角度评价SOM的生态 系统服务功能需要大数 据支撑 程琨
区域尺度有机碳储量及空 间变异，土壤固碳潜力估 算
研究方法
• 可视化技术广泛应用，如TEM-NanoSIMS等。 • 同位素技术在碳组分、转化应用。
研究方向
1. 不同有机碳输入后对土壤团聚体的组合状态的影响； 2. 土壤微生物在土壤团聚体各粒级中与不同碳基质的分布状态； 3. 土壤质地及矿物质影响土壤团聚体各粒级中有机碳含量的机制； 4. 生物质炭输入对土壤微形貌特点的影响，及其对外源有机碳输 入的固定和有机碳在各团聚体颗粒中的分布特征的影响。 。。。。。。
2
大会情况
• 时间：2017年9月3日-7日 • 地点：英国洛桑实验站 • 参会人数：433 （应到） • 本课题组参会人员：潘根兴，李恋卿，郑聚锋， 卞荣军，程琨，陆海飞，丁元君，+已毕业：宋 祥云，纪海石
3
大会内容
• 主旨报告（7个） • Session 1: Global Perspectives (4) • Session 2: Modelling SOM: From soil pore to climate change (87) • Session 3: Methods 1: Visualising SOM (63) • Session 4: Methods 2: Quantifying pools and fluxes of SOM (39) • Session 5: Soil Health 1: Biological interactions (50) • Session 6: Soil Health 2: The role of decomposition (129) • Session 7: SOM as natural capital (65)
• Transmission electron microscopy (TEM, 透射电子显微镜) • Scanning electron microscopy (SEM) • Nano-scale secondary ion mass spectrometry (NanoSIMS, 纳米二 次离子团光谱法) 利用先进的微域成像技术结合同位素标记原位反映土壤有 机质、微生物以及植物残体在土壤微域环境（团聚体）中的分 布变化及与矿物结合的特征。
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SOM研究Top3：报告数量
• 6b:SOM分解与稳定的管理与土壤固碳和土壤健 康（74） • 2c：土壤固碳与气候变化（60） • 7b：SOM管理与生态系统服务（49）
5
SOM研究热点：特邀报告
方法
新模型
F. Cotrufu
微观表征
I. Kogel-Knaber
同位素
R. Evershed
12
土壤计量：模型
多模型结合、不确 定性量化
深层土壤有机碳变化
SOM 模型
空间数据与模型模拟 结合
团聚体-微生物模型：室 内试验-田间试验-模型 间的空间匹配；各循环 周转速率的联系
土壤结构、水分运移、生 物膜、根系作用、空间异 质性、侵蚀和运移等
土壤结构与碳固定的关系 土壤矿物质与有机碳保护
老碳
新碳
土壤胶体中矿物质与有机碳的 结合和保护是土壤有机碳稳定 的重要机制。 表征微生物与有机碳的分 布状态。
10
＜19%矿物质表面负载有机质， 新鲜有机质主要分布于老的 Mineral-organic表面。
卞荣军
获得的认识和启示
研究热点
• 基于微生物水平、基质的可利用性、团聚体构成特征认识土壤有 机碳响应与稳定
土壤有机质研究：动态与前沿
—第六届世界土壤有机质会议回顾
李恋卿，郑聚锋，卞荣军，程琨
SOM历程回顾
• SOM 2007 Abad Chabbi • SOM 2009 Keith Paustian Colorado State University • SOM 2011 Roel Merckx University of Leuven • SOM 2013 Genxing Pan Nanjing Agricultural University • SOM2015 Yakov Kuzyakov Georg-August-Universität Göttingen • SOM2017 Jennifer Dungait Rothamsted Research • SOM2019 Australia
有机碳固定与稳定机 制；关注深层固碳
Singh B.ห้องสมุดไป่ตู้. (2) Paterson E. Blagodatskaya E. Kögel-Knabner I ……
Cotrufo F.
郑聚锋
9
土壤有机碳的可视化表征技术及应用
技术方法的改进 土壤有机 碳的可视 化表征 NanoSIMS 技术
Ingrid Kögel-Knabner… (9个报告) 德国: 4; 瑞士: 1; 法国: 1; 美 国1, 澳大利亚: 1; 中国: 1
SOM组分
D. Hopkins
热点
土壤安全
C.W. Rice
土壤健康
H. Janzen
价值
人类福祉
R. Lal
6
主要关注焦点
• 土壤有机质转化与稳定 • 土壤有机碳的可视化表征技术及应用 • 土壤计量
7
土壤有机质的迁移、转化和固存
最新进展
• Aggregate-SOM 从团聚体的角度研究有机碳的微域形态分布、 物理保护作用、与矿物、微生物、有机残体的相互作用； • 生物质炭：提出施用生物质炭可以作为4‰土壤固碳计划的有 效措施。
李恋卿
8
土壤有机质转化与稳定
Vidal A. Mueller W. Gregory A. Sanaullah M. …….
植物根系与SOM 转化 关注从植物-微生物-矿物
稳定同位素技术的应 用是主要手段（28）
SOM 土壤过程
土壤微生物活性与有机碳分解： 突出生物在有机质稳定化中作用
Evershed R Shahbaz M ……
郑聚锋，卞荣军 11
土壤计量：大数据
量化碳氮水足迹的 构成、流向、循环
采用遥感数据、空间 数据进行土壤可持续 性评价的升尺度研究
数据库的标准化、完整 化、可持续性是进行大 数据研究的基础
大数据 分析
多角度评价SOM的生态 系统服务功能需要大数 据支撑 程琨
区域尺度有机碳储量及空 间变异，土壤固碳潜力估 算
研究方法
• 可视化技术广泛应用，如TEM-NanoSIMS等。 • 同位素技术在碳组分、转化应用。
研究方向
1. 不同有机碳输入后对土壤团聚体的组合状态的影响； 2. 土壤微生物在土壤团聚体各粒级中与不同碳基质的分布状态； 3. 土壤质地及矿物质影响土壤团聚体各粒级中有机碳含量的机制； 4. 生物质炭输入对土壤微形貌特点的影响，及其对外源有机碳输 入的固定和有机碳在各团聚体颗粒中的分布特征的影响。 。。。。。。
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大会情况
• 时间：2017年9月3日-7日 • 地点：英国洛桑实验站 • 参会人数：433 （应到） • 本课题组参会人员：潘根兴，李恋卿，郑聚锋， 卞荣军，程琨，陆海飞，丁元君，+已毕业：宋 祥云，纪海石
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大会内容
• 主旨报告（7个） • Session 1: Global Perspectives (4) • Session 2: Modelling SOM: From soil pore to climate change (87) • Session 3: Methods 1: Visualising SOM (63) • Session 4: Methods 2: Quantifying pools and fluxes of SOM (39) • Session 5: Soil Health 1: Biological interactions (50) • Session 6: Soil Health 2: The role of decomposition (129) • Session 7: SOM as natural capital (65)