東北地理所在沼澤墾殖過程中微生物參與土壤碳動態(tài)研究方面取得進展
濕地僅占全球陸地面積的5-8%，但其儲存的SOC約占全球儲量的30%。然而，由于全球糧食需求的不斷增長，自工業(yè)革命以來，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)過程，破壞了SOC的動態(tài)平衡。然而，當(dāng)濕地墾殖為農(nóng)田后，墾殖過程中微生物參與的SOC動態(tài)過程尚不清楚。明確濕地墾殖過程中微生物參與的土壤碳動態(tài)變化，對準(zhǔn)確評估土壤碳儲存和固碳潛力具有重要意義。
為深入揭示沼澤墾殖歷史對土壤微生物參與碳動態(tài)的影響，中國科學(xué)院東北地理所的科研人員在中國東北三江平原地區(qū)收集了沼澤濕地及開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)志物和微生物殘體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體含量均高于犁底層。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，而犁底層中微生物生物量先增加后減少。真菌和細菌殘體含量隨墾殖年限增加在各深度均呈先增加后減少的趨勢。土壤微生物殘體的積累效率也呈現(xiàn)出相同的趨勢。
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體的累積，最終調(diào)控SOC含量。該研究結(jié)果為濕地墾殖后的碳儲量精確評估提供了理論基礎(chǔ)。
圖1 （a）游離態(tài)鐵（b）微生物殘體（c）細菌殘體量（d）真菌殘體量與SOC的關(guān)系；（e）墾殖年限、土層、土壤環(huán)境、真菌與細菌的比例以及墾殖濕地中的微生物殘體量與SOC的關(guān)系
圖2 濕地墾殖時間對SOC影響的概念圖
相關(guān)成果發(fā)表在國際期刊《Applied Soil Ecology》上，由博士研究生趙美玲（第一作者）、王國棟研究員、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。本研究得到國家自然科學(xué)基金重點項目（42230516）、國家重點研發(fā)計劃青年科學(xué)家項目（2023YFF1305800）和中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會優(yōu)秀會員項目（2019234）等項目共同資助。
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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