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直播沙生植物種籽促進沙地植被覆蓋度的提高，達到控制沙丘流動、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地區(qū)等優(yōu)勢，成為我國干旱、半干旱區(qū)一項快速而有效的沙漠化防治技術。

土壤有機碳（SOC）含量及變化是土壤健康評估的重要指標。但對于以鹽堿土為主的荒漠區(qū)而言，土壤無機碳（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理對于沙漠化防治技術提升、沙漠邊緣阻擊戰(zhàn)順利實施及我國北方防沙帶建設等具有重要意義。

近期，中國科學院西北生態(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)展重點實驗室科研團隊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。

在此基礎上，本研究進一步探究了土壤有機碳和無機碳與土壤理化性質(zhì)和土壤微生物的關系，揭示了飛播造林群落表層土壤有機碳和無機碳對生物因子和非生物因子異質(zhì)性響應。

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)，同時大量的鹽分和氮元素隨著掉落物和生物量進入土壤，在荒漠區(qū)豐富的鈣離子和鎂離子膠結(jié)作用下，形成土壤團聚體，從而起到固定土壤有機碳的作用。

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

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院西部之光“西部青年學者”重點項目和甘肅省自然科學基金項目的共同資助。

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)性響應的概念模型