荒漠河岸生态系统在干旱区碳循环中扮演着至关重要的角色,但河岸生态系统中植物源碳和微生物源碳对土壤有机碳(SOC)的相对贡献尚不清楚,尤其是在不同植被类型间。植被类型对荒漠土壤有机碳来源的影响亟待研究。
2025年2月7日,我院玉米提·哈力克教授课题组在农林科学1区期刊Catena上发表题为“Patterns and determinants of plant- and microbial-derived carbon in desert riparian ecosystems: Implications for organic C accumulation”的研究论文,报道了荒漠河岸生态系统中植物和微生物来源碳的模式和决定因素,论文第一作者为博士研究生刘玉莹。


研究利用木质素酚和氨基糖两种生物标志物,探究了荒漠地区典型植被类型(林地、灌丛和草地)土壤中植物源碳和微生物源碳的变化规律,阐明了其积累模式和形成的控制因素。研究发现,(1)荒漠河岸生态系统的土壤有机碳(包括植物碳和微生物碳)含量在很大程度上取决于植被类型。(2)0-40 cm草地植被中植物源碳对有机碳的平均贡献显著高于林地和灌丛植被(分别为13.74%、4.95%和4.35%)。(3)微生物源碳对0-40 cm草地、林地和灌丛植被有机碳的平均贡献率分别为5.55%、5.24%和3.25%。林地细菌源碳对土壤有机碳的贡献大于灌丛和草地植被。(4)土壤水分条件是影响植物源碳和微生物源碳积累的重要因素。偏最小二乘路径模型(PLS-PM)表明,土壤含水量(SWC)可以通过调节土壤养分和酶活性(PO和NAG)促进植物源碳和微生物源碳的积累。

图1 林地、灌丛和草地土壤中微生物来源碳 (a、c、d) 和植物来源碳 (b) 对土壤有机碳的相应贡献

图2 土壤、植被和酶活性因子对植物源来碳 (a) 和微生物来源碳 (b) 的影响;环境变量对植物来源碳 (c) 和微生物来源碳 (d) 的总标准化效应。
该研究结果为荒漠河岸生态系统有机碳积累变化提供了新的见解,并突出了不同植被类型下植物和微生物来源碳的不同贡献。
文章DOI:https://doi.org/10.1016/j.catena.2025.108789