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土壤是一种短期内不可再生资源，研究其物质循环过程、生态系统功能及形成规律对于土壤的可持续利用具有重要意义。生物地球化学组主要研究土壤的碳、氮循环及对全球变化因素的响应，关注的对象包括森林、草地和农田生态系统；采用的研究手段包括稳定性同位素技术、微生物纯培养技术、微生物测序技术以及质谱技术等；研究空间尺度上跨越从样点尺度实验研究到全球范围模型和预测，时间上从小时尺度的微生物养分同化到百年尺度上的土壤有机质形成过程；研究方法有野外样带考察、长期定位模拟实验（增温、氮沉降等）和室内培养实验。我们的研究目的是理解土壤物质变化过程内在机理，建立预测模型，为保护土壤提供理论基础。