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          科研進展

          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

          時間:2020-08-19編輯:三峽所水庫生態學研究中心

            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、干濕交替等自然和人為活動的影響。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”的干濕交替,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。 

            近年來,中科院重慶研究院水庫生態學研究中心團隊針對上述科學問題,通過長時間序列大范圍采樣分析與原位觀測,系統研究了三峽水庫消落帶土壤團聚體穩定性的空間分異規律與關鍵驅動機制,以及土氣界面主要生源物質通量與主導因素,在土壤結構演變與界面物質循環研究方面取得了一些新的認識: 淹水強度是導致表層土壤團聚體粒徑分布和穩定性差異的決定性因素,隨著淹水時間增加大團聚體崩解尤為明顯,土壤結構穩定性降低; 土壤類型及其性狀是影響土壤結構穩定性的主要因素,黏粒、有機碳等含量是水庫消落帶土壤結構分異的主要驅動因子; 不同淹水強度下土壤呼吸與土氣界面主要溫室氣體排放通量差異并不顯著,其主要驅動因素是微生物群落結構、土壤含水量和溫度,同時人為活動也是導致消落帶土壤結構演變與界面物質循環演化的重要影響因素。該結果初步揭示了水位波動與人為活動對三峽水庫消落帶土壤結構演變與界面物質循環的影響機制,對于進一步認識干濕交替下土壤團聚體形成與穩定、物質循環過程等具有重要理論價值,同時也可為大型水庫消落帶植被恢復與生態重建,以及水土流失防治等實踐提供理論支撐。 

            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 

             

            三峽水庫調度影響下岸帶樣點分布

             

            不同淹水強度下消落帶土壤團聚體分異

             

            消落帶不同土壤類型下團聚體穩定性分異

             

            消落帶土壤呼吸與主要溫室氣體排放通量

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