長期以來，位于南水北調丹江口庫區的淅川縣石漠化和水土流失較為嚴重，曾對當地生態環境造成嚴重破壞，對社會經濟發展造成不利影響。石漠化造成嚴重的水土流失，大面積基巖裸露，土地生產力嚴重降低，景觀同質化。近年來，當地政府實施了封山育林、荒山造林、退耕還林還草等措施。森林面積迅速增加，石漠化進程得到有效遏制，石漠化程度顯著降低。然而，庫周大面積存在的人工林地由于地力貧瘠，植被生長極為緩慢，地力提升有限，存在“遠看綠油油，近看水土流”的現象。因此，有必要開展石漠化地區植被恢復過程中土壤質量改善和固碳等相關的理論研究。
土壤團聚體是由土壤顆粒自然形成的顆粒或小團塊結構，土壤團聚體的穩定性是預測土壤水分流失和土壤侵蝕能力的重要指標。團聚體的穩定性會影響與土壤侵蝕相關的過程，如入滲、結皮和沉積物生成。此外，土壤團聚體是土壤有機碳（SOC）固定的主要場所。據估計，陸地生態系統表土中約90%的SOC固定在土壤團聚體中。土壤團聚體受多種因素的影響，如植物根系的生長、土壤理化性質、土壤動物和微生物的活動以及人工管理。植物根系有效地控制土壤侵蝕，穩定土壤結構，對土壤團聚體的形成和土壤有機碳的固存起著至關重要的作用。因此，探討土壤團聚體的穩定性對防止土壤侵蝕、保持土壤肥力、提高土壤固碳潛力具有重要意義。
武漢植物園研究生李俊雅在劉毅老師的指導下，在河南丹江濕地國家級自然保護區內，對須根系和直根系植物的根際和非根際土壤進行采樣分析，研究不同粒徑團聚體中的穩定性分布、SOC含量和δ13C動態去向。結果發現：根際效應顯著提高了土壤團聚體的穩定性，顯著促進了土壤團聚體固碳。穩定同位素分析發現，SOC會隨著土壤團聚體周轉在不同大小團聚體中遷移流動，總的流動方向表現為從大團聚體向小團聚體流動，且根際區域內團聚體間C的流動大于非根際。對于土壤團聚體穩定性和有機碳的固定，須根系植物的根際效應明顯強于直根系植物。
本研究是建立在中國科學院武漢植物園與大自然保護協會（TNC）合作的基礎上，目的是評估石漠化植被恢復過程中根際效應對土壤團聚體穩定性的影響；探討根際和非根際土壤團聚體固碳機制上的差異，期望通過植物根際調控土壤結構的穩定性，增強土壤侵蝕抗性和SOC固定，為后續石漠化植被恢復策略提供了理論基礎。
該研究結果以“Rhizosphere effects promote soil aggregate stability and associated organic carbon sequestration in rocky areas of desertification”為題發表在學術期刊Agriculture, Ecosystems and Environment上，受到國家自然科學基金(31971532)和大自然保護協會丹江項目的資金支持。
鏈接：https://doi.org/10.1016/j.agee.2020.107126
不同根系類型植物根際與非根際土壤團聚體系統中有機碳流動示意圖
