大型水庫的建設運行強烈改變著自然河流的景觀格局、水文節(jié)律和生態(tài)過程。長江上游大型梯級水庫群建成運行，極大地改變了河庫水沙情勢，對岸帶基質(zhì)穩(wěn)定等帶來不確定性影響。河庫岸帶在土壤侵蝕緩沖、岸線穩(wěn)定、生物棲息地保護以及水質(zhì)改善等方面都發(fā)揮著重要的生態(tài)功能。團聚體是土壤結構的基本單元，是河庫岸帶發(fā)揮生態(tài)功能的物質(zhì)基礎，然而變化水沙環(huán)境下河庫岸帶土壤團聚體形成與穩(wěn)定特征及碳氮轉化過程尚不清楚。
近年來，中科院重慶研究院水庫生態(tài)學研究中心團隊針對上述科學問題，通過江津-宜昌-城陵磯河庫岸帶長時間序列原位樣品采集、分析與定點監(jiān)測，系統(tǒng)研究了不同水文擾動下河庫岸帶土壤團聚體穩(wěn)定特征以及關鍵膠結物轉化過程，并取得了以下新認識：① 河庫岸帶土壤團聚體粒徑分布和穩(wěn)定性受到周期性水位波動、土地利用、植物群落等多重因素影響，水文擾動通過改變植物群落屬性、團聚體有機膠結物質(zhì)進而影響團聚體粒徑分布與穩(wěn)定性（圖 1、2、3）；② 河流形態(tài)對岸帶土壤結構穩(wěn)定性具有重要影響，河流彎曲度較高的河庫岸帶土壤結構穩(wěn)定性也較高，適度增加河流彎曲度有利于提升河庫岸帶土壤結構穩(wěn)定性（圖 4）；③ 不同淹水強度下河庫岸帶土壤呼吸與土氣界面碳氮通量差異并不顯著，其主要驅動因素是微生物群落結構、土壤含水量和溫度，團聚體穩(wěn)定性增強對于河庫岸帶土壤碳匯具有重要的促進作用（圖 5）。
該結果初步揭示了水文干擾與人為活動對河庫岸帶土壤結構演變與界面碳氮轉化的影響機制，對深入認識獨特生境下土壤團聚體形成與演變、碳氮循環(huán)過程等具有重要理論價值，也可為河庫岸帶植被恢復與生態(tài)保育，以及水土流失防治與岸線穩(wěn)固等實踐提供基礎支撐。系列工作發(fā)表在《Geoderma》、《Soil & Tillage Research》、《CATENA》、《Science of the Total Environment》、《土壤學報》、《水土保持學報》、《長江流域資源與環(huán)境》等國內(nèi)外相關研究領域的經(jīng)典刊物。
上述工作得到了三峽后續(xù)工作規(guī)劃（5000002021BF40001）、國家自然科學基金（41771266 ；41701247；41401243；41303053）、中國科學院青年創(chuàng)新促進會（2017391）、中國科學院西部青年學者（202082）、國家重點實驗室開放基金（Y812000005；Y412201401）、重慶市技術創(chuàng)新與應用發(fā)展重點專項（cstc2019jscx-dxwtBX0007）等聯(lián)合資助，以及重慶市水利局、開州區(qū)人民政府在基地建設、科研設施等方面的大力支持。
主要論文鏈接：
1.https://doi.org/10.1016/j.catena.2022.106117
2.https://doi.org/10.1016/j.still.2021.105263
3.https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.149886
4.https://doi.org/10.1016/j.catena.2021.105783
5.https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2020.114883
6.http://kns.cnki.net/kcms/detail/42.1320.X.20211109.0904.002.html
7.https://doi.org/10.11833/j.issn.2095-0756.20210458
8.http://stbcxb.cnjournals.com/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20210224&flag=1
9.http://pedologica.issas.ac.cn/trxb/article/abstract/trxb202006180311
圖 1 土地利用與淹水強度對消落帶土壤團聚體的影響
圖 2 土地利用及水位波動與團聚體和土壤碳氮的關系
圖 3 土壤和植被特性對團聚體的影響
圖 4 河流形態(tài)影響岸帶土壤結構穩(wěn)定性
圖 5 三峽水庫消落帶四次周期性水位波動前后土壤團聚體對土壤呼吸的影響機制