防治沙漠化是全球共同面臨的環(huán)境問題。飛播治沙是指以飛機(jī)直播沙生植物種籽促進(jìn)沙地植被覆蓋度的提高，達(dá)到控制沙丘流動(dòng)、防治沙漠化的一種方式。相較于傳統(tǒng)的植苗造林，飛播造林因具有速度快、范圍廣、省勞力、投入少、能深入人煙稀少的偏遠(yuǎn)地區(qū)等優(yōu)勢，成為我國干旱、半干旱區(qū)一項(xiàng)快速而有效的沙漠化防治技術(shù)。

土壤有機(jī)碳（SOC）含量及變化是土壤健康評估的重要指標(biāo)。但對于以鹽堿土為主的荒漠區(qū)而言，土壤無機(jī)碳（SIC）含量及變化對生態(tài)系統(tǒng)的健康和穩(wěn)定同樣重要。以往研究表明：人工造林顯著增加了土壤SOC和SIC含量，但對SOC和SIC變化的影響因素及生物和非生物因素的理解還存在不足。因此，研究荒漠區(qū)人工固沙植被群落土壤碳含量變化及影響機(jī)理對于沙漠化防治技術(shù)提升、沙漠邊緣阻擊戰(zhàn)順利實(shí)施及我國北方防沙帶建設(shè)等具有重要意義。

近期，中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院干旱區(qū)生態(tài)安全與可持續(xù)發(fā)展重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研團(tuán)隊(duì)以我國阿拉善荒漠區(qū)飛播治沙植被群落為研究對象，采用空間代替時(shí)間的方法采集了不同飛播造林年限植被、土壤及微生物樣品，系統(tǒng)分析了飛播造林對土壤理化性質(zhì)和土壤微生物多樣性的影響。

在此基礎(chǔ)上，本研究進(jìn)一步探究了土壤有機(jī)碳和無機(jī)碳與土壤理化性質(zhì)和土壤微生物的關(guān)系，揭示了飛播造林群落表層土壤有機(jī)碳和無機(jī)碳對生物因子和非生物因子異質(zhì)性響應(yīng)。

研究結(jié)果顯示，隨著飛播造林植被群落的不斷演替，飛播造林顯著改變了沙地土壤理化性質(zhì)和微生物群落結(jié)構(gòu)，同時(shí)大量的鹽分和氮元素隨著掉落物和生物量進(jìn)入土壤，在荒漠區(qū)豐富的鈣離子和鎂離子膠結(jié)作用下，形成土壤團(tuán)聚體，從而起到固定土壤有機(jī)碳的作用。

同時(shí)，土壤和空氣中的水分與CO₂在化學(xué)作用和微生物作用下，生成大量碳酸鈣。微生物尤其是細(xì)菌在SIC形成中扮演著重要角色，即微生物碳泵（MCP），這是本研究的一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)。未來，應(yīng)更多關(guān)注荒漠區(qū)表層土壤微生物的無機(jī)固碳作用。

該研究成果以Divergent　response　of　upper　layer　soil　organic　and　inorganic　carbon　to　biotic　and　abiotic　factors　in　afforestation　by　aerial　seeding　in　desert，　China為題，在線發(fā)表于CATENA上。西北研究院魚騰飛副研究員為論文第一作者和通訊作者。此外，關(guān)于飛播造林群落對土壤理化性質(zhì)和土壤微生物多樣性影響的研究分別發(fā)表于Journal　of　Soils　and　Sediments和Journal　of　Fungi。該研究得到了中國科學(xué)院西部之光“西部青年學(xué)者”重點(diǎn)項(xiàng)目和甘肅省自然科學(xué)基金項(xiàng)目的共同資助。

系列論文鏈接：https：／／www．sciencedirect．com／science／article／abs／pii／S0341816224005800

https：／／link．springer．com／article／10.1007／s11368－023－03486－y

https：／／www．mdpi．com／2309－608X／9／4／399

圖1?飛播造林群落土壤碳及其組分變化

圖2　荒漠飛播造林群落土壤碳對生物因子和非生物因子異質(zhì)性響應(yīng)的概念模型