宁夏沙坡头沙漠生态系统国家野外科学观测研究站
新闻公告沙坡头站科研团队研究发现维管束植物和生物结皮可协同改善土壤的内在特性增强土长城抗侵蚀能力
作者: 沙坡头站 更新时间: 2024-09-10
为进一步辨识维管束植物和生物结皮对土长城的保护作用及其机制，宁夏沙坡头沙漠生态系统国家野外科学观测研究站（以下简称沙坡头站）贾荣亮研究团队对处于我国西北地区四个不同生物气候带的土长城赋存生物及其在减缓长城顶部土壤侵蚀中的作用机制开展了研究。研究发现，维管植物和生物结皮已成为长城的主要自然覆盖物：以多年生草本植物为主的维管植物盖度可达13.6%-63.9%；由藓、地衣和蓝藻等组成的生物结皮的覆盖率则可高达36.3%-67.8%。这些生物可通过增加土壤有机碳(SOC)、无定形氧化铁(Feo)和无定形氧化铝(Alo)的积累，促进大团聚体(ASD>0.25 mm)和微团聚体(ASD0.053 - 0.25 mm)的形成，增强了土壤团聚稳定性。在维管植物群落与生物结皮协同作用下，土长城顶部土壤有机碳、黏粒(PSD<0.002 mm)和粉粒(PSD0.002-0.05 mm)含量也显著增加，进一步减小了土壤可蚀性。
以上发现证实维管植物和生物结皮通过改善土壤的内在特性，显著增强土长城顶部土壤的抗侵蚀能力，从而为充分挖掘和利用土长城表面生物多功能性-多服务性间的权衡关系，创新土长城保护理论与技术体系提供了理论依据，同时也为全球类似土遗址和墙体栖息地的保护提供了新的思路。
该成果以Vascular plants and biocrusts ameliorate soil properties serving to increase the stability of the Great Wall of China为题，在线发表于Science of the Total Environment。西北研究院沙坡头站博士生刘彦平为论文第一作者，贾荣亮研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目(41971142，32060277)和甘肃省自然科学基金项目(23JRRA650)资助。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.175506
图1 研究地点和景观图. (a)研究区土长城不同位置; (b)长城结构横截面示意图; (c)土长城高台段; (d)土长城山丹段;(e)土长城永昌段; (f)土长城渭源段; (g)藓类结皮; (h)地衣结皮; (i)蓝藻结皮.
