沙漠化土地生态恢复的土壤碳截存潜力及其机理研究

干旱半干旱区沙漠化土地恢复存在巨大的土壤碳截存潜力。科尔沁沙地是我国现代沙漠化最为严重的地区之一，也是进入21世纪以来沙漠化呈现整体逆转趋势的区域。本项目以科尔沁沙地实施禁牧围封和造林两种生态恢复模式下的沙漠化土地为研究对象，采用土壤颗粒分组、密度分组并结合室内培养的方法，通过测定土壤总有机C、总无机C和易变有机C组分（轻组有机C、颗粒有机C、微生物C和可矿化有机C）的变化，分析沙漠化土地生态恢复过程中土壤碳截存的速率；通过分析易变有机C各组分之间及其与总有机C变化的内在关联性，揭示沙漠化地区造林和围封的土壤有机碳截存机理，进而结合土地利用变化数据评价区域沙漠化土地逆转的碳截存潜力。该项研究成果不仅可以丰富我国陆地生态系统碳收支研究体系的内容，而且可为评价我国在应对全球气候变化中所做的贡献提供科学数据。

本项目以我国沙漠化发展较为严重的科尔沁沙地为研究区域，应用时空转换的方法，通过野外调查和实验室分析相结合，探讨了严重沙漠化土地（流动沙丘）在禁牧围封和造林两种恢复模式下植物群落、土壤理化性状、土壤活性有机碳组分（轻组有机碳、微生物量碳、可矿化碳）含量，以及土壤碳氮储量的变化特征，进而评估了不同恢复模式的生态适宜性及其碳氮截存的潜力和速率。研究结果表明，流动沙丘造林和围封后的植被恢复及植物—土壤之间的相互作用，使得土壤容重减小，土壤细颗粒、持水量、碳氮含量和储量明显增加，沙漠化土地的生态恢复具有很大的碳氮截存潜力。土壤活性有机碳组分对土地利用变化的响应比土壤总有机碳更敏感，可作为衡量退化沙地土壤质量变化的早期指标。此外，本项目在研究区定位296个样点，采集土壤样品至1m深，测定分析了8种土地利用/覆盖类型的土壤碳氮储量，该结果为半干旱区生态系统退化与恢复过程的碳源/汇潜力演变评估提供了非常重要的基础数据。. 项目计划发表1-2篇SCI期刊收录论文和4-5篇核心期刊论文来反映研究成果。截止目前实际发表论文19篇，其中SCI期刊收录论文6篇，CSCD核心期刊论文13篇(其中1篇为英文)。项目实施第三年取得的实验数据正在处理和撰写论文之中，计划在未来6个月内陆续投稿。