荒漠區(qū)飛播造林群落土壤變化及交互作用研究獲系列進(jìn)展
發(fā)表日期:2024-09-29來源：
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防治沙漠化是全球共同面臨的環(huán)境問題。飛播治沙是指以飛機(jī)直播沙生植物種籽促進(jìn)沙地植被覆蓋度的提高，達(dá)到控制沙丘流動(dòng)、防治沙漠化的一種方式。相較于傳統(tǒng)的植苗造林，飛播造林因具有速度快、范圍廣、省勞力、投入少、能深入人煙稀少的偏遠(yuǎn)地區(qū)等優(yōu)勢(shì)，成為我國(guó)干旱、半干旱區(qū)一項(xiàng)快速而有效的沙漠化防治技術(shù)。
土壤有機(jī)碳（SOC）含量及變化是土壤健康評(píng)估的重要指標(biāo)。但對(duì)于以鹽堿土為主的荒漠區(qū)而言，土壤無機(jī)碳（SIC）含量及變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的健康和穩(wěn)定同樣重要。以往研究表明：人工造林顯著增加了土壤SOC和SIC含量，但對(duì)SOC和SIC變化的影響因素及生物和非生物因素的理解還存在不足。因此，研究荒漠區(qū)人工固沙植被群落土壤碳含量變化及影響機(jī)理對(duì)于沙漠化防治技術(shù)提升、沙漠邊緣阻擊戰(zhàn)順利實(shí)施及我國(guó)北方防沙帶建設(shè)等具有重要意義。
近期，中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院干旱區(qū)生態(tài)安全與可持續(xù)發(fā)展重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研團(tuán)隊(duì)以我國(guó)阿拉善荒漠區(qū)飛播治沙植被群落為研究對(duì)象，采用空間代替時(shí)間的方法采集了不同飛播造林年限植被、土壤及微生物樣品，系統(tǒng)分析了飛播造林對(duì)土壤理化性質(zhì)和土壤微生物多樣性的影響。
在此基礎(chǔ)上，本研究進(jìn)一步探究了土壤有機(jī)碳和無機(jī)碳與土壤理化性質(zhì)和土壤微生物的關(guān)系，揭示了飛播造林群落表層土壤有機(jī)碳和無機(jī)碳對(duì)生物因子和非生物因子異質(zhì)性響應(yīng)。
研究結(jié)果顯示，隨著飛播造林植被群落的不斷演替，飛播造林顯著改變了沙地土壤理化性質(zhì)和微生物群落結(jié)構(gòu)，同時(shí)大量的鹽分和氮元素隨著掉落物和生物量進(jìn)入土壤，在荒漠區(qū)豐富的鈣離子和鎂離子膠結(jié)作用下，形成土壤團(tuán)聚體，從而起到固定土壤有機(jī)碳的作用。
同時(shí)，土壤和空氣中的水分與CO2在化學(xué)作用和微生物作用下，生成大量碳酸鈣。微生物尤其是細(xì)菌在SIC形成中扮演著重要角色，即微生物碳泵（MCP），這是本研究的一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)。未來，應(yīng)更多關(guān)注荒漠區(qū)表層土壤微生物的無機(jī)固碳作用。
該研究成果以Divergent response of upper layer soil organic and inorganic carbon to biotic and abiotic factors in afforestation by aerial seeding in desert, China為題，在線發(fā)表于CATENA上。西北研究院魚騰飛副研究員為論文第一作者和通訊作者。此外，關(guān)于飛播造林群落對(duì)土壤理化性質(zhì)和土壤微生物多樣性影響的研究分別發(fā)表于Journal of Soils and Sediments和Journal of Fungi。該研究得到了中國(guó)科學(xué)院西部之光“西部青年學(xué)者”重點(diǎn)項(xiàng)目和甘肅省自然科學(xué)基金項(xiàng)目的共同資助。
????系列論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0341816224005800
??????????????https://link.springer.com/article/10.1007/s11368-023-03486-y
??????????????https://www.mdpi.com/2309-608X/9/4/399
圖1?飛播造林群落土壤碳及其組分變化
圖2 荒漠飛播造林群落土壤碳對(duì)生物因子和非生物因子異質(zhì)性響應(yīng)的概念模型
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