环植所在贵州石漠化地区植被恢复促进土壤固碳研究方面取得新进展
作者：程汉亭
来源：环境与植物保护研究所
日期：2022-12-14
近期，中国热科院环植所在贵州石漠化植被恢复土壤固碳方面取得系列新进展，研究发现石漠化地区植被演替早期（石漠化治理的初期）凋落物输入更有利于土壤固碳，人工造林和自然植被恢复都能促进土壤有机碳（SOC）的固存，增加微生物活性，其中自然恢复对碳的固存能力优于人工造林，为喀斯特石漠化综合治理提供了理论依据和技术支撑。
通常，植被恢复过程中植物凋落物输入会通过激发效应改变土壤SOC矿化速率。但目前对石漠化地区植被恢复过程中土壤SOC激发效应的影响知之甚少。为了阐明这些问题，本团队使用C13标记的玉米凋落物量化了土壤SOC激发效应。研究发现，与玉米地相比，次生林地土壤激发效应提高了142.36-161.09 %；通过分析植被演替梯度（玉米田、草地和次生林）土壤中的微生物群落结构和丰度，发现随着植被恢复，放线菌（富营养型）和子囊菌（寡营养型）丰度的变化加速了土壤本底 SOC 分解。表明，植物凋落物输入更有利于植被演替早期的土壤固碳。
图1 西南喀斯特地区土壤SOC激发效益及其对植被恢复的温度敏感性概要图
进一步对不同植被恢复策略——自然植被恢复（草地和次生林）和造林（芒果林和澳洲坚果林），对喀斯特地区土壤SOC数量和质量的影响及其微生物响应进行研究，发现自然植被恢复土壤SOC含量、组分和土壤微生物复杂性和稳定性高于人工植被恢复土壤， C/N、土壤养分、pH和颗粒有机碳是土壤微生物群落稳定性的重要驱动因子。从兼顾经济和生态效应的角度来看，人工植被恢复（特别是果园覆草策略）对石漠化地区经济和生态协同发展更为可行。
该研究成果以“Priming of soil organic carbon mineralization and its temperature sensitivity in response to vegetation restoration in a karst area of Southwest China”为题发表于《Science of the Total Environment》（中科院二区Top期刊，IF2021=10.753）、“Natural vegetation regeneration facilitated soil organic carbon sequestration and microbial community stability in the degraded karst ecosystem”为题发表于《Catena》（中科院一区Top期刊，IF2021=6.367）。环植所程汉亭副研究员为成果第一作者，李勤奋研究员和刘国道研究员为成果通讯作者。
图2 植被恢复策略对土壤固碳和微生物群落网络稳定性的驱动机制概要图
以上研究得到了农业农村部开放式项目滇桂黔石漠化地区特色作物产业发展关键技术集成示范项目、中国热带农业科学院基本科研业务费专项、贵州科技厅科技支撑项目等项目的资助。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.158400
https://doi.org/10.1016/j.catena.2022.106856
