Question

【題目】光合碳是光合作用產生的有機碳，在“大氣–植物–土壤”系統碳循環中起重要作用，也是土壤有機碳的重要來源。下圖為農田生態系統中水稻光合碳在不同有機質土中周轉和轉化的情況。請回答下列問題：

注：“CO2釋放量”是指微生物分解的有機物中的含碳量。

（1）水稻農田生態系統的功能除了物質（碳）循環，還包括______________。

（2）為了研究水稻光合碳在不同有機質水稻土中周轉和轉化機制，需要用____________方法，該過程所用的元素通常為____________。

（3）圖示表明進入低有機質土壤的光合碳，大部分通過____________生理過程消耗掉，同時土壤表現出了____________（較高、較低）的微生物碳周轉率。無論高有機質還是低有機質土壤碳總和均小于100%，可能的原因____________。

Answer 1

【答案】能量流動、信息傳遞 同位素示蹤 14C（13C） 細胞呼吸 較高 部分有機碳儲存在土壤小動物體內（被土壤小動物體呼吸消耗的有機碳、物理降解或化學分解）

【解析】

生態系統的功能包括物質循環、能量流動和信息傳遞。研究光合碳的轉移途徑可用同位素標記法。由圖中數據可知，進入低有機質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，水稻農田生態系統的功能除了物質（碳）循環，還包括能量流動和信息傳遞。

（2）為了研究水稻光合碳在不同有機質水稻土中周轉和轉化機制，可用同位素示蹤的方法標記14C，檢測14C的轉移途徑，從而了解水稻光合碳在不同有機質水稻土中周轉和轉化機制。

（3）圖示表明進入低有機質土壤的光合碳，大部分通過細胞呼吸生理過程消耗掉，土壤中的未分解的有機碳低于高有機質突然，可說明低有機質土壤時表現出了較高的微生物碳周轉率。圖示中只研究了土壤微生物中的有機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碳的量，而土壤中的生物還有小動物，故無論高有機質還是低有機質土壤碳總和均小于100％，原因是部分有機碳儲存在土壤小動物體內。