黄土高原人工植被恢复过程中土壤物理碳组分稳定性特征及其微生物响应机制

The soil physical fractions of carbon was one of the key factors that affect the soil organic carbon sequestration, its stability and the relationship with microbial were crucial for revealing the soil carbon sequestration mechanism after vegetation restoration. This study took an artificial vegetation restoration sequence in the Wuliwan catchment on the Loess Plateau as the research object. Through defining physical soil C fractions in different stages of vegetation restoration, The objectives of the study were to: study the organic carbon distribution between different components and the release characteristics of CO2 in the process of the mineralization; Clarify the evolution and the stability characteristics of soil physical carbon component under vegetation restoration; Analysis the dynamics of soil microbial community structure under vegetation restoration to indicate soil bacteria and fungi community composition, abundance and diversity of features under different recovery stages. Combine with different carbon source culture to clear the microorganism diversity and selectivity of carbon usage under different vegetation restoration stage. Used the 'Best' model to explicit the response to microbial community and physical carbon composition. So as provide a new basis to further study on soil carbon sequestration mechanism and a scientific basis on vegetation restoration and reconstruction in this area.

土壤物理碳组分是影响土壤有机碳固存的关键因素之一，其稳定性与微生物之间相互关系对于揭示植被恢复后的土壤固碳机理至关重要。项目以黄土高原人工植被恢复序列为研究对象，通过对不同恢复阶段土壤进行物理分组，研究有机碳在不同组分间的分配以及矿化过程中CO2的释放特征，阐明土壤物理碳组分演变规律及稳定性特征；分析植被恢复过程中土壤微生物群落结构动态，揭示不同恢复阶段土壤细菌和真菌群落多样性、群落结构组成、丰度变化规律，结合不同组分碳源培养试验，明确微生物在不同植被恢复阶段对碳源利用的差异性和选择性，并且运用‘Best’模型，探讨微生物群落与物理碳组分之间的响应关系，进一步揭示植被恢复过程中土壤物理碳组分变化的微生物响应机制。项目预期成果可为研究植被恢复过程中土壤固碳机理提供新依据，并进一步为生态脆弱区植被恢复和重建提供理论支撑。

土壤物理碳组分是影响土壤有机碳固存的关键因素之一，其稳定性与微生物之间相互关系.对于揭示植被恢复后的土壤固碳机理至关重要。项目以黄土高原人工植被恢复序列为研究对象，通过对不同恢复阶段土壤进行物理分组，研究有机碳在不同组分间的分配以及矿化过程中CO2的释放特征，阐明土壤物理碳组分演变规律及稳定性特征；分析植被恢复过程中土壤微生物群落结构动态，揭示不同恢复阶段土壤细菌和真菌群落多样性、群落结构组成、丰度变化规律，结合不同组分碳源培养试验，明确微生物在不同植被恢复阶段对碳源利用的差异性和选择性，并且运用‘Best’模型，探讨微生物群落与物理碳组分之间的响应关系，进一步揭示植被恢复过程中土壤物理碳组分变化的微生物响应机制，取得的主要成果如下：.1）.阐明了植被恢复之后不同碳组分的敏感性在植被类型序列和不同土层有所差异。分析了土壤C、N和P化学计量学比值与碳组分通过相互表征，共同来调控土壤碳储量的变化，为研究土壤碳库稳定性打下扎实基础。.2）.明确了植被恢复后随不同年限土壤微生物群落变化规律，阐明了相比较于坡耕地微生物多样性更为丰富，群落组成更为复杂，揭示了土壤物理碳组分的稳定性特征与微生物多样性、酶活性和群落组成之间的相关关系。.3）.量化了植被恢复之后，碳库组分在随植被恢复年限不同演替序列上的转化比例和驻留时间，同时明确了植被恢复序列碳库转化过程中，土壤碳库组分对于温度的敏感性。.4）.在全球尺度上，利用整合分析揭示了植被恢复促进了微生物的多样性及组成，阐明了全球尺度上由于土壤微生物生活史对策不同导致土壤微生物存在恢复年限上的差异性，进一步揭示植被恢复后土壤微生物的变化特征受降雨的等环境因子的影响。.以上研究成果是对植被恢复后土壤碳库稳定性有益探索，对于丰富微生物介导下土壤碳循环的相关理论和方法、促进生态脆弱区植被恢复和重建，具有重要意义