????在全球干旱區(qū)和綠洲規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張的背景下,土壤有機碳(SOC)的穩(wěn)定對維持生態(tài)系統(tǒng)功能和實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要意義。然而,在極端干旱區(qū)的荒漠-綠洲過渡帶中,不同土地利用方式如何影響植物與微生物來源碳的積累,進(jìn)而調(diào)控土壤碳庫的組成與穩(wěn)定性,仍是當(dāng)前研究的薄弱環(huán)節(jié)。
????針對這一科學(xué)問題,中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所曾凡江研究員團(tuán)隊,以塔克拉瑪干沙漠南緣的天然濕地、稻田和荒漠草地三類典型生態(tài)系統(tǒng)為研究對象,綜合運用氨基糖與木質(zhì)素酚類生物標(biāo)志物分析、酶活性測定及宏基因組學(xué)技術(shù),系統(tǒng)揭示了不同土地利用類型間SOC來源的異同及其微生物驅(qū)動機制。
????研究發(fā)現(xiàn),三類生態(tài)系統(tǒng)SOC積累路徑存在顯著差異。天然濕地SOC含量最高,其中微生物殘體碳占比達(dá)19.9%,并以真菌殘體為主導(dǎo)。該系統(tǒng)中較高的氮磷比緩解了微生物的養(yǎng)分限制,促進(jìn)了以高產(chǎn)策略(Y-策略)為主的微生物群落生長,從而有利于微生物殘體的形成與穩(wěn)定。相比之下,稻田SOC含量最低,其碳庫以植物源碳為主(占28.7%),且易引發(fā)激發(fā)效應(yīng),加劇原有土壤碳的礦化。荒漠草地則因干旱脅迫和養(yǎng)分限制,微生物殘體積累最少,木質(zhì)素氧化程度最高,土壤碳穩(wěn)定性較差。本研究首次在極端干旱區(qū)明確了微生物生活史策略是調(diào)控土壤碳庫穩(wěn)定性的關(guān)鍵,指出天然濕地的保護(hù)對于維持干旱區(qū)碳匯功能至關(guān)重要,而稻田管理需注重控制鹽分與實施氮磷平衡施肥,以促進(jìn)土壤碳的持久固存。
????該研究成果以“Divergent soil organic carbon accrual from plant and microbial sources across ecosystem types in a hyper-arid oasis-desert ecotone”為題,發(fā)表于農(nóng)林科學(xué)權(quán)威期刊《Agriculture, Ecosystems and Environment》。新疆生態(tài)與地理研究所張志浩博士為論文第一作者,曾凡江研究員和王維奇研究員為共同通訊作者。該研究得到“天山英才”創(chuàng)新領(lǐng)軍人才培養(yǎng)計劃、“天池英才”人才引進(jìn)計劃等項目支持。
????論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167880925006073?via%3Dihub
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圖:極端干旱區(qū)典型土地利用類型土壤有機碳的積累路徑
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