Question

【題目】光合碳是光合作用產(chǎn)生的有機(jī)碳，在“大氣–植物–土壤”系統(tǒng)碳循環(huán)中起重要作用，也是土壤有機(jī)碳的重要來源。下圖為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中水稻光合碳在不同有機(jī)質(zhì)土中周轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)化的情況。請(qǐng)回答下列問題：

注：“CO2釋放量”是指微生物分解的有機(jī)物中的含碳量。

（1）水稻農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的功能除了物質(zhì)（碳）循環(huán)，還包括______________。

（2）為了研究水稻光合碳在不同有機(jī)質(zhì)水稻土中周轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)化機(jī)制，需要用____________方法，該過程所用的元素通常為____________。

（3）圖示表明進(jìn)入低有機(jī)質(zhì)土壤的光合碳，大部分通過____________生理過程消耗掉，同時(shí)土壤表現(xiàn)出了____________（較高、較低）的微生物碳周轉(zhuǎn)率。無論高有機(jī)質(zhì)還是低有機(jī)質(zhì)土壤碳總和均小于100%，可能的原因____________。

Answer 1

【答案】能量流動(dòng)、信息傳遞 同位素示蹤 14C（13C） 細(xì)胞呼吸 較高 部分有機(jī)碳儲(chǔ)存在土壤小動(dòng)物體內(nèi)（被土壤小動(dòng)物體呼吸消耗的有機(jī)碳、物理降解或化學(xué)分解）

【解析】

生態(tài)系統(tǒng)的功能包括物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞。研究光合碳的轉(zhuǎn)移途徑可用同位素標(biāo)記法。由圖中數(shù)據(jù)可知，進(jìn)入低有機(jī)質(zhì)土壤中的碳大部分通過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，水稻農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的功能除了物質(zhì)（碳）循環(huán)，還包括能量流動(dòng)和信息傳遞。

（2）為了研究水稻光合碳在不同有機(jī)質(zhì)水稻土中周轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)化機(jī)制，可用同位素示蹤的方法標(biāo)記14C，檢測(cè)14C的轉(zhuǎn)移途徑，從而了解水稻光合碳在不同有機(jī)質(zhì)水稻土中周轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)化機(jī)制。

（3）圖示表明進(jìn)入低有機(jī)質(zhì)土壤的光合碳，大部分通過細(xì)胞呼吸生理過程消耗掉，土壤中的未分解的有機(jī)碳低于高有機(jī)質(zhì)突然，可說明低有機(jī)質(zhì)土壤時(shí)表現(xiàn)出了較高的微生物碳周轉(zhuǎn)率。圖示中只研究了土壤微生物中的有機(jī)碳以及微生物分解釋放的二氧化碳和土壤中未分解的有機(jī)碳的量，而土壤中的生物還有小動(dòng)物，故無論高有機(jī)質(zhì)還是低有機(jī)質(zhì)土壤碳總和均小于100％，原因是部分有機(jī)碳儲(chǔ)存在土壤小動(dòng)物體內(nèi)。