中国荒漠C4木本植物和土壤无机固碳研究取得新进展

碳是贯穿自然和社会的首要元素之一，碳循环是自然和社会系统的重要纽带。陆地生态系统的自然固碳途径分为植物碳同化、土壤碳同化两种。人们一直关注植物的有机固碳，而对土壤的无机固碳研究有待深入。

中国科学院西北生态环境资源研究院（以下简称“西北研究院”）苏培玺研究员团队通过解剖结构观察、δ¹³C值和气体交换特征全面分析得出，荒漠植物梭梭（Haloxylon ammodendron）和沙拐枣（Calligonum mongolicum）为典型的C₄木本植物，梭梭同化枝有大量的含晶细胞，沙拐枣同化枝有大量的粘液细胞（图1）；通过对戈壁、沙漠和壤质荒漠土壤无机碳密度和碳储量分析，提出了土壤碳同化（soil carbon assimilation）概念，并给出了土壤碳同化途径的3个阶段（图2）：CO₂与H₂O反应阶段、CO₂或弱碳酸与土壤溶液阳离子反应阶段、生成溶解碳酸盐与沉淀碳酸盐附着于土壤颗粒和向下沉积阶段，解释了土壤无机固碳这一现象；与植物碳同化比较，土壤碳同化是荒漠固碳的主要途径。

该成果以《中国荒漠C₄木本植物和土壤无机固碳研究回顾与展望》为题发表于《中国沙漠》2022年第1期。西北研究院苏培玺研究员为论文第一作者。

该研究获中国科学院战略性先导科技专项(XDA20050102)、国家自然科学基金项目(41871043，41701106)共同资助。

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图1荒漠植物梭梭和沙拐枣的花环结构

图2土壤碳同化途径