近期三则土壤科研进展|研究
导 读
近期三则土壤科研进展。
来源：根据近期中国科学院网站相关报道整理。
新疆生地所揭示覆膜对干旱区滴灌农田土壤CO2/N2O排放量的影响机制
农田生态系统是人为温室气体排放的主要来源，受人类活动的强烈影响，干旱区绿洲农田土壤CO2/N2O排放强度远高于同区域的其他自然生态系统，定量揭示绿洲农田土壤CO2/N2O排放特征与减排机理具有重要的理论及实践意义。
中国科学院新疆生态与地理研究所阿克苏绿洲农田生态系统国家野外科学观测站研究员赵成义率领团队经过6年的膜下滴灌不同管理措施（施肥、覆膜和施用硝化抑制剂）田间试验，证明了覆膜对土壤CO2和N2O排放量的影响机制不同。覆膜可增强自养呼吸强度增加土壤CO2排放量达7-9%，提高植物氮素利用效率可减少土壤N2O产出，全生育期土壤N2O排放量可减少19-28%，覆膜下施用硝化抑制剂（Nitrapyrin）可进一步减少土壤N2O排放量达23-42%。土壤CO2/N2O排放高峰期均发生在滴灌施肥时的棉花花铃期(7-8月)，土壤温湿度、矿质氮含量和微生物量均可影响土壤CO2/N2O产出与排放过程。
DNDC模型模拟结果表明：在地膜污染能得到有效控制的前提下，未来气候变化情景下覆膜农田土壤CO2排放量发生较小变化（-0.2-2.1%），但N2O排放量将减少14%，棉花产量将增加5-6%，表明未来气候变化对土壤温室气体CO2排放当量没有显著影响的情况下可增加棉花产量。
上述研究成果得到中科院战略性先导碳专项和国家自然科学基金项目资助，相关结果发表在Agricultural and Forest Meteorology、Geoderna上。
文章链接
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168192318300753
华南植物园揭示有机肥-蚯蚓对重金属活性、生物有效性的影响
随着土壤重金属污染的日益严重，土壤重金属污染问题倍受关注。污染物的生态环境效应是以其生物活性形态为基础的。土壤中活性重金属易于转化和迁移，易被农作物吸收利用，是对环境和人畜健康造成危害的直接原因，是对重金属元素毒性很好的表征。因此，如何降低土壤重金属毒害，如何调控重金属的活性、生物有效性是现今急需研究的重要科学问题。
中国科学院华南植物园土壤生态研究组博士生李风在导师李志安的指导下，通过重金属形态分析、模拟胃肠提取和模拟酸雨淋滤等试验，结果发现： 有机肥猪粪的添加会降低土壤重金属的活性，Cd，Pb活性的降低主要是由于pH浓度的升高，而非形成有机结合态金属，Zn的钝化主要是由于pH升高和形成了更多的有机结合态锌；猪粪的施加增加土壤养分、增强土壤微生物活性及降低污染土壤重金属毒性和改善作物品质等作用。单独加入蚯蚓有效提高土壤中有效P含量并促进植物生长，但对重金属有效性无影响。模拟酸雨比自来水能淋滤出污染中更多的重金属，这很可能增加地下水污染的隐患。
研究相关成果已于近期发表在国际环境期刊Environmental Science and Pollution Research上。该研究得到国家自然科学基金面上项目、广东省自然科学基金重点项目，以及国家科技支撑计划项目等的资助。
文章链接
https://link.springer.com/article/10.1007/s11356-018-2080-5
图：模拟酸雨淋滤对土壤重金属含量的影响
昆明植物所揭示生态恢复中树种选择及种植周期对土壤质量的影响
金属和矿物的露天采矿活动影响了地球表面的广大地区，并留下了高度干扰和退化的景观。退化的矿区废弃地植被恢复正逐渐成为生态恢复的热点问题。然而，对于恢复过程中树种选择对土壤的长期影响过程研究仍然缺乏。
为了进一步了解植被恢复的机理，为未来恢复树种的选育提供科学依据，中国科学院昆明植物研究所博士研究生Songho Kim 在其导师许建初的指导下对昆阳磷矿恢复系统中主要的4个树种（桤木，黑荆木，松树及柏树）其年代序列（5-10年、20-25年）进行了土壤生物及非生物特性的研究。
研究结果表明，种植20年后，旱冬瓜和黑荆树土壤中有机碳的含量显著升高，分别提高1.4%和4.7。与之相比，松树和柏树没有显著提高。所有树种种植后土壤的氮含量提升都优于有机碳的提高。种植20年后土壤的总微生物生物量可以提高74%，尤其是细菌的生物量。同时矿区废弃地重金属含量超标，植被恢复后含量逐渐下降，其中铜元素含量显著影响土壤细菌的生物量。
研究结果指出，植被恢复的种植周期比植被树种组成对土壤的生物及非生物特性影响更为显著。而植被对于土壤的改善效应在20年后才开始显著显现，因此对矿区生态恢复的长期监控及逐步调整对于提高生态恢复效应非常重要。
该研究以Tree species and recovery time drives soil restoration after mining: A chronosequence study 为题发表在最新一期的Land degradation and development 杂志上。
文章链接
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ldr.295
昆明植物所揭示生态恢复中树种选择及种植周期对土壤质量的影响
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