垦荒/弃耕干扰对荒漠-绿洲系统细根周转的影响

细根周转是土壤有机质最重要的物质来源。多年来,在新疆持续、大规模的垦荒/弃耕强烈干扰着细根周转和土壤有机碳库的动态平衡。但是，荒漠和绿洲的细根周转特征并未明确，垦荒/弃耕干扰对细根周转的影响也缺乏深度研究。本项目将回答这个问题。.本项目在传统土钻法的协助下，采用较新的不干扰植物根系正常生长而对细根生长状况进行原位观测的微根窗技术，在石河子绿洲及其外围荒漠选定棉花农田、荒漠草本群落、荒漠灌木群落三块观测样地并布设根管，通过垦荒/弃耕干扰的模拟实验，进行细根生长和土壤有机质的动态对比观测研究，从而明确荒漠和绿洲的细根周转特征，量化细根周转速率、细根生物量与土壤有机质含量之间的联系，最终揭示垦荒/弃耕干扰过程对荒漠-绿洲系统细根周转影响的规律。本项目丰富了干旱区陆地生态系统碳循环的研究内容，将为干旱区水土开发过程中的土壤有机碳库动态平衡问题提供有价值的理论依据。

本项目按既定的研究方案，在石河子垦区的农田和周边荒漠选定了棉花、苜蓿、芨芨草、梭梭等样地、设置了观测样方、布设了18根根管，使用根系生长监测CI-600定期获取了细根生长图像，使用土钻与环刀取样器取土样，测算了细根生物量，土样带回实验室测试分析土壤有机质、土壤容重等数据，开展了绿洲和荒漠在细根生长状况、细根生物量时空结构差异等方面的研究。截至目前，本项目在荒漠-绿洲细根周转特征方面的野外试验工作还没有进行完毕，对以观测取得的野外根系生长图像也未完成分析工作，对土壤样品测试与数据分析已经完成，已形成1篇学术论文被《生态学报》接收，另有3篇论文已投稿尚未接收。. 目前本项目主要在以下几个方面取得了一定的进展：. 1. 了解了绿洲农田耕作植物棉花、苜蓿的根系生长动态；. 2. 基本明确了垦荒绿洲的灌溉方式对土壤有机碳和酶活性的影响，随灌溉量的增加，土壤有机碳的含量呈现先减少后增加的趋势；. 3. 从垦荒后连续耕种30a以上农田，探讨了天山北坡垦荒30a耕地土壤有机质变化趋势，垦荒耕种30年土壤有机质平均下降了1.8g/kg；. 4. 以天山云杉森林为研究对象，探讨了土壤有机碳沿海拔的分布规律，对其影响因素做了一定的阐释。. 本项目在工作开展中遇到几个重要问题正在逐一克服，其一为垦荒/弃耕干扰对细根周转模式影响的试验进展不力，经调整后，试验仍在进行之中，目前尚无法形成研究结论；其二为分析细根寿命时对失效时间分析方法掌握不当，使得工作出现反复，该部分目前也未形成研究结论。因此，本项目后续工作仍将继续进行，力争按原计划在揭示荒漠的细根周转率、细根生物量与土壤有机质含量之间的定量联系、干旱区在水土开发过程中细根周转特征的变化规律等方面取得一定突破。