東北地理所在沼澤墾殖過(guò)程中微生物參與土壤碳動(dòng)態(tài)研究方面取得進(jìn)展
濕地僅占全球陸地面積的5-8%，但其儲(chǔ)存的SOC約占全球儲(chǔ)量的30%。然而，由于全球糧食需求的不斷增長(zhǎng)，自工業(yè)革命以來(lái)，全球約26%的濕地已轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)田。濕地轉(zhuǎn)換為農(nóng)田不僅改變了土壤微環(huán)境，也深刻影響土壤生物地球化學(xué)過(guò)程，破壞了SOC的動(dòng)態(tài)平衡。然而，當(dāng)濕地墾殖為農(nóng)田后，墾殖過(guò)程中微生物參與的SOC動(dòng)態(tài)過(guò)程尚不清楚。明確濕地墾殖過(guò)程中微生物參與的土壤碳動(dòng)態(tài)變化，對(duì)準(zhǔn)確評(píng)估土壤碳儲(chǔ)存和固碳潛力具有重要意義。
為深入揭示沼澤墾殖歷史對(duì)土壤微生物參與碳動(dòng)態(tài)的影響，中國(guó)科學(xué)院東北地理所的科研人員在中國(guó)東北三江平原地區(qū)收集了沼澤濕地及開(kāi)墾為旱田后不同墾殖年限（0年，20年，30年，40年，50年，60年）耕作層（0-25 cm）和犁底層（25-35 cm）的土壤樣品，分析了活體微生物生物標(biāo)志物和微生物殘?bào)w與土壤礦物和土壤性質(zhì)之間的關(guān)系。
研究結(jié)果表明，濕地墾殖60年后，SOC含量從3.97%下降到0.95%。耕作層中微生物生物量和微生物殘?bào)w含量均高于犁底層。隨沼澤墾殖年限增加，耕作層中微生物生物量總體呈下降趨勢(shì)，而犁底層中微生物生物量先增加后減少。真菌和細(xì)菌殘?bào)w含量隨墾殖年限增加在各深度均呈先增加后減少的趨勢(shì)。土壤微生物殘?bào)w的積累效率也呈現(xiàn)出相同的趨勢(shì)。
結(jié)構(gòu)方程模型分析結(jié)果顯示，墾殖年限和耕作土層通過(guò)影響土壤理化性質(zhì)和游離鐵含量，影響微生物群落組成和微生物殘?bào)w的累積，最終調(diào)控SOC含量。該研究結(jié)果為濕地墾殖后的碳儲(chǔ)量精確評(píng)估提供了理論基礎(chǔ)。
圖1 （a）游離態(tài)鐵（b）微生物殘?bào)w（c）細(xì)菌殘?bào)w量（d）真菌殘?bào)w量與SOC的關(guān)系；（e）墾殖年限、土層、土壤環(huán)境、真菌與細(xì)菌的比例以及墾殖濕地中的微生物殘?bào)w量與SOC的關(guān)系
圖2 濕地墾殖時(shí)間對(duì)SOC影響的概念圖
相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際期刊《Applied Soil Ecology》上，由博士研究生趙美玲（第一作者）、王國(guó)棟研究員、鄒元春研究員、秦雷副研究員、楊亮博士、姜明研究員（通訊作者）等共同完成。本研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（42230516）、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃青年科學(xué)家項(xiàng)目（2023YFF1305800）和中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)優(yōu)秀會(huì)員項(xiàng)目（2019234）等項(xiàng)目共同資助。
論文信息及鏈接如下：
Zhao,M.,Wang,G.,Zou,Y.,Qin,L.,Yang,L., Jiang,M. 2025. The accumulation of microbial residues decreases with time after wetland-to-cropland conversion. Applied Soil Ecology 212,106226.https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2025.106226
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