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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為把我國建設(shè)成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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武漢植物園揭示根際效應(yīng)促進土壤團聚體穩(wěn)定性及其有機碳固定機制

2020-09-10 武漢植物園

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　　土壤團聚體是由土壤顆粒自然形成的顆?；蛐F塊結(jié)構(gòu)，土壤團聚體的穩(wěn)定性是預(yù)測土壤水分流失和土壤侵蝕能力的重要指標(biāo)。團聚體的穩(wěn)定性會影響與土壤侵蝕相關(guān)的過程，如入滲、結(jié)皮和沉積物生成。此外，土壤團聚體是土壤有機碳（SOC）固定的主要場所。據(jù)估計，陸地生態(tài)系統(tǒng)表土中約90%的SOC固定在土壤團聚體中。土壤團聚體受多種因素影響，如植物根系的生長、土壤理化性質(zhì)、土壤動物和微生物的活動以及人工管理。植物根系有效地控制土壤侵蝕，穩(wěn)定土壤結(jié)構(gòu)，對土壤團聚體的形成和土壤有機碳的固存起著至關(guān)重要的作用。因此，探討土壤團聚體的穩(wěn)定性對防止土壤侵蝕、保持土壤肥力、提高土壤固碳潛力具有重要意義。

　　中國科學(xué)院武漢植物園研究人員在河南丹江濕地國家級自然保護區(qū)內(nèi)，對須根系和直根系植物的根際和非根際土壤進行采樣分析，研究不同粒徑團聚體中的穩(wěn)定性分布、SOC含量和δ¹³C動態(tài)去向。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，根際效應(yīng)顯著提高了土壤團聚體的穩(wěn)定性，促進了土壤團聚體固碳。穩(wěn)定同位素分析發(fā)現(xiàn)，SOC會隨著土壤團聚體周轉(zhuǎn)在不同大小團聚體中遷移流動，總的流動方向表現(xiàn)為從大團聚體向小團聚體流動，且根際區(qū)域內(nèi)團聚體間C的流動大于非根際。對于土壤團聚體穩(wěn)定性和有機碳的固定，須根系植物的根際效應(yīng)明顯強于直根系植物。

　　本研究是建立在武漢植物園與大自然保護協(xié)會（TNC）合作的基礎(chǔ)上，目的是評估石漠化植被恢復(fù)過程中根際效應(yīng)對土壤團聚體穩(wěn)定性的影響；探討根際和非根際土壤團聚體固碳機制上的差異，期望通過植物根際調(diào)控土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，增強土壤侵蝕抗性和SOC固定，為后續(xù)石漠化植被恢復(fù)策略提供了理論基礎(chǔ)。

　　該研究結(jié)果以Rhizosphere effects promote soil aggregate stability and associated organic carbon sequestration in rocky areas of desertification為題發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊Agriculture, Ecosystems and Environment上，受到國家自然科學(xué)基金(31971532)和大自然保護協(xié)會丹江項目的支持。

　　論文鏈接

不同根系類型植物根際與非根際土壤團聚體系統(tǒng)中有機碳流動示意圖

　　長期以來，位于南水北調(diào)丹江口庫區(qū)的淅川縣石漠化和水土流失較為嚴(yán)重，曾對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，對社會經(jīng)濟發(fā)展造成不利影響。石漠化造成嚴(yán)重的水土流失，大面積基巖裸露，土地生產(chǎn)力嚴(yán)重降低，景觀同質(zhì)化。近年來，當(dāng)?shù)卣畬嵤┝朔馍接?、荒山造林、退耕還林還草等措施。森林面積迅速增加，石漠化進程得到有效遏制，石漠化程度顯著降低。然而，庫周大面積存在的人工林地由于地力貧瘠，植被生長極為緩慢，地力提升有限，存在“遠看綠油油，近看水土流”的現(xiàn)象。因此，有必要開展石漠化地區(qū)植被恢復(fù)過程中土壤質(zhì)量改善和固碳等相關(guān)理論研究。
　　土壤團聚體是由土壤顆粒自然形成的顆?；蛐F塊結(jié)構(gòu)，土壤團聚體的穩(wěn)定性是預(yù)測土壤水分流失和土壤侵蝕能力的重要指標(biāo)。團聚體的穩(wěn)定性會影響與土壤侵蝕相關(guān)的過程，如入滲、結(jié)皮和沉積物生成。此外，土壤團聚體是土壤有機碳（SOC）固定的主要場所。據(jù)估計，陸地生態(tài)系統(tǒng)表土中約90%的SOC固定在土壤團聚體中。土壤團聚體受多種因素影響，如植物根系的生長、土壤理化性質(zhì)、土壤動物和微生物的活動以及人工管理。植物根系有效地控制土壤侵蝕，穩(wěn)定土壤結(jié)構(gòu)，對土壤團聚體的形成和土壤有機碳的固存起著至關(guān)重要的作用。因此，探討土壤團聚體的穩(wěn)定性對防止土壤侵蝕、保持土壤肥力、提高土壤固碳潛力具有重要意義。
　　中國科學(xué)院武漢植物園研究人員在河南丹江濕地國家級自然保護區(qū)內(nèi)，對須根系和直根系植物的根際和非根際土壤進行采樣分析，研究不同粒徑團聚體中的穩(wěn)定性分布、SOC含量和δ13C動態(tài)去向。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，根際效應(yīng)顯著提高了土壤團聚體的穩(wěn)定性，促進了土壤團聚體固碳。穩(wěn)定同位素分析發(fā)現(xiàn)，SOC會隨著土壤團聚體周轉(zhuǎn)在不同大小團聚體中遷移流動，總的流動方向表現(xiàn)為從大團聚體向小團聚體流動，且根際區(qū)域內(nèi)團聚體間C的流動大于非根際。對于土壤團聚體穩(wěn)定性和有機碳的固定，須根系植物的根際效應(yīng)明顯強于直根系植物。
　　本研究是建立在武漢植物園與大自然保護協(xié)會（TNC）合作的基礎(chǔ)上，目的是評估石漠化植被恢復(fù)過程中根際效應(yīng)對土壤團聚體穩(wěn)定性的影響；探討根際和非根際土壤團聚體固碳機制上的差異，期望通過植物根際調(diào)控土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，增強土壤侵蝕抗性和SOC固定，為后續(xù)石漠化植被恢復(fù)策略提供了理論基礎(chǔ)。
　　該研究結(jié)果以Rhizosphere effects promote soil aggregate stability and associated organic carbon sequestration in rocky areas of desertification為題發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊Agriculture, Ecosystems and Environment上，受到國家自然科學(xué)基金(31971532)和大自然保護協(xié)會丹江項目的支持。
　　論文鏈接
　　不同根系類型植物根際與非根際土壤團聚體系統(tǒng)中有機碳流動示意圖
　　

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