重慶研究院在水庫消落帶土壤結構演變與界面物質循環研究中取得新進展

文章来源:重庆研究院 发表时间:2020-08-19

  日前,中科院重慶研究院水庫生態學研究中心團隊在水庫消落帶土壤結構演變與界面物質循環研究中取得新進展,成果發表在《Soil & Tillage Research》、《CATENA》、《Science of the Total Environment》、《Microbial Ecology》、《生態學報》、《土壤》等國內外相關研究領域的經典刊物。 

  土壤是陸地生態系統的基底,而團聚體是土壤結構和功能的基本單元,其形成與穩定是土壤提供生態系統服務的物質基礎。土壤團聚體的穩定性易受耕種、幹濕交替等自然和人爲活動的影響。三峽水庫自2010年正式蓄水至175 m以來,在“夏落冬漲”的反季節水位調度模式下,形成了垂直落差高達30 m、我國面積最大的水庫消落帶。周期性“冬水夏陸”的幹濕交替,必然導致消落帶土壤結構和物質循環過程發生重大改變,然而團聚體具有怎樣的穩定特征,土氣界面物質循環過程及其主導機制均不清楚。 

  近年来,中科院重庆研究院水库生态学研究中心团队针对上述科学问题,通过长时间序列大范围采样分析与原位观测,系统研究了三峡水库消落帶土壤團聚體稳定性的空间分异规律与关键驱动机制,以及土气界面主要生源物质通量与主导因素,在土壤结构演变与界面物质循环研究方面取得了一些新的认识: 淹水强度是导致表层土壤團聚體粒径分布和稳定性差异的决定性因素,随着淹水时间增加大團聚體崩解尤为明显,土壤结构稳定性降低; 土壤类型及其性状是影响土壤结构稳定性的主要因素,黏粒、有机碳等含量是水库消落帶土壤结构分异的主要驱动因子; 不同淹水强度下土壤呼吸与土气界面主要温室气体排放通量差异并不显著,其主要驱动因素是微生物群落结构、土壤含水量和温度,同时人为活动也是导致消落帶土壤结构演变与界面物质循环演化的重要影响因素。该结果初步揭示了水位波动与人为活动对三峡水库消落帶土壤结构演变与界面物质循环的影响机制,对于进一步认识干湿交替下土壤團聚體形成与稳定、物质循环过程等具有重要理论价值,同时也可为大型水库消落带植被恢复与生态重建,以及水土流失防治等实践提供理论支撑。 

  上述工作得到國家重點研發計劃(2018YFD0800600)、國家自然科學基金(41771266 417012474140124341303053)、中國科學院青年創新促進會(2017391)、國家重點實驗室開放基金(Y812000005Y412201401),重慶市基礎與前沿項目(cstc2017shmszdyfX0074cstc2013jcyjA0302)及重慶市社會事業與民生保障重點項目(cstc2017shms-zdyf0331)等聯合資助,以及開州區人民政府在基地建設、科研設施等方面的大力支持。 

  主要論文鏈接:  

  1. https://doi.org/10.1016/j.catena.2020.104815 

  2. https://doi.org/10.1016/j.still.2019.104522 

  3. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2019.105664 

  4. https://doi.org/10.1007/s11368-019-02410-7 

  5. http://doi.org/10.7717/peerj.8503 

  6. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.134184 

  7. https://doi.org/10.1007/s00248-018-1183-3 

  8. http://soils.issas.ac.cn/tr/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=tr201706200287&flag=1 

  9. https://link.springer.com/article/10.1007/s00253-015-7083-2 

  10.http://yangtzebasin.whlib.ac.cn/CN/10.11870/cjlyzyyhj201601020 

  11.https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11368-016-1485-3 

  12.http://dx.doi.org/10.5846/stxb201407181464 

1三峽水庫調度影響下岸帶樣點分布

三峽水庫調度影響下岸帶樣點分布

 

2不同淹水强度下消落帶土壤團聚體分异

不同淹水强度下消落帶土壤團聚體分异

 

3消落带不同土壤类型下團聚體稳定性分异

消落带不同土壤类型下團聚體稳定性分异

 

4消落帶土壤呼吸与主要温室气体排放通量

消落帶土壤呼吸与主要温室气体排放通量

 

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