0 引言
甘肃临泽农田生态系统国家野外科学观测研究站（简称临泽站）隶属中国科学院西北生态环境资源研究院，始建于1975年，立足绿洲农田生态系统，开展绿洲农业可持续发展、荒漠生态系统保育、内陆河流域管理等领域的监测、研究和试验示范工作。干旱区土壤与绿洲农业是临泽站主要研究方向之一，近年来临泽站科研人员在该研究方向开展了广泛且深入的研究工作。本文以临泽站建站50周年为契机，全面回顾并总结该站自2007年以来在干旱区土壤与绿洲农业领域积累的研究成果，旨在提炼关键进展与理论认识，分析当前研究的贡献与局限，为绿洲农业可持续发展与干旱区生态安全提供科学支撑；同时，也期望通过展望未来研究重点，助力临泽站今后阶段在该研究方向取得更大突破。
临泽站在干旱区土壤与绿洲农业方向的研究主要聚焦于土壤肥力与农业管理、土壤水分与养分循环、植被与土壤互作关系和土壤生物多样性与功能等领域，深入认识干旱区土壤发生发展过程，揭示绿洲农业生产力维持的内在机制，服务区域生态保护和农业可持续发展。
土壤肥力与农业管理领域相继开展了绿洲农田土壤肥力现状、土壤质量区域分布特征及其时空变化规律；绿洲农田土壤肥力形成演变过程及主要驱动机制，绿洲农田土壤有机质积累、土壤结构变化和养分库容扩增及其调控途径；绿洲农田土壤肥力对养分利用、作物产量的影响及土壤地力与产能协同提升措施等方面的研究工作，研究成果为干旱区粮食安全保障体系建设提供科学依据。
土壤水分与养分循环领域相继开展了土壤水循环过程及其在不同土地利用类型、植被覆盖下的变化规律；土壤大孔隙结构及其对生态水文过程的影响机制；灌溉与农田水生产力关系，灌溉需水量估算及水分供应对作物生产力的调控效应；土壤养分积累、转化与迁移过程，土地利用、农田管理方式影响机制、环境影响评价；土壤碳氮储量、固存效应和排放路径及其对气候和人类活动的响应等方面的研究工作，研究结果为干旱区水土资源高效利用、农田生产力提升及区域固碳潜力评估提供了科技支撑。
植被与土壤互作关系领域相继开展了人工固沙植物建植后土壤理化特性、生物群落演变规律；植被恢复对土壤碳氮积累、养分化学计量特征、微生物群落结构及功能多样性的影响机制；植被变化对土壤有机碳组分、团聚体稳定性及碳固存效应的长期影响等方面的研究工作，研究成果为荒漠化防治与生态修复提供了理论依据。
土壤生物多样性及生态功能领域相继开展了不同植被类型、土地利用变化对土壤微生物多样性及群落结构的影响；干旱区土壤线虫群落特征、对生境变化的响应及其生态效应；土壤动物、微生物、食物网结构、多样性及对植被类型、管理方式的响应，及其与土壤肥力、土壤呼吸等生态过程的关系等方面的研究工作，研究结果为深入理解土壤生物多样性的维持机制及其在生态系统功能发挥中的作用提供了理论支撑。
临泽站干旱区土壤与绿洲农业方向早期研究（2011年以前）主要关注地下水硝酸盐污染、土壤碳氮固存潜力等基础科学问题；中期（2012—2016年）研究领域和深度均逐渐拓展，注重区域碳氮储量评估、农业措施与植被管理影响、调控途径与机制等方面；近期研究（2017—2025年）更加多元化，综合运用同位素、高通量测序等多种技术手段，加强了生态系统多要素的相互作用和长期变化的研究。进一步分析来看，前期研究（2015年以前）更侧重于基础数据的积累和基本规律的揭示，如土壤养分含量变化趋势、植被分布对土壤特征的影响等；而近年来（2016年至今）的研究更加注重机制解析和过程模拟，如土壤微生物群落结构与功能、土壤水分与养分循环机制等，同时还加强了跨学科研究，将生态学、土壤学、农学等多学科知识相结合，以更全面地理解干旱区土壤过程和绿洲农业生态系统的复杂性和动态性。
可以看出，临泽内陆河流域研究站在干旱区土壤与绿洲农业方向的研究取得了显著进展，不仅深化了对干旱区土壤生态过程的理解，也为区域可持续发展提供了重要的科学支撑。综合考虑不同的生态系统类型和研究内容，对这些研究成果进行归纳整理，可将其系统梳理为以下7个主要的研究主题（图1），主题涵盖了干旱区三大典型生态系统——山区、绿洲和荒漠，聚焦土壤演变、水文循环和碳氮积累3个核心生态过程，并围绕关键环节、环境效应、时空尺度与管理应用等多层面展开。通过这些主题的研究，深化了临泽站对干旱区土壤过程与绿洲农业可持续性的多维度认知，也为区域生态建设与农业可持续发展的推进提供了科学依据与管理策略参考。
图1
图1
临泽站在干旱区土壤与绿洲农业方向涉及的研究领域与相关主题
Fig.1
Research fields and topics on soil processes in arid lands and agricultural sustainability in oases at Linze Station
1 固沙植被区土壤生态过程
荒漠化问题日益严重，导致土地退化、生物多样性丧失以及生态系统服务功能下降。固沙植被的建立被认为是减缓荒漠化进程、改善生态环境的有效手段之一。固沙植被建植后的土壤生态演替过程复杂多变，涉及土壤理化性质、微生物群落结构及功能、植被群落动态等多个方面。深入探讨这一过程，不仅有助于揭示植被与土壤之间的相互作用机制，还能为生态恢复实践提供科学依据，为制定科学合理的生态修复策略提供理论支持。
1.1 固沙植被建植后的土壤发育过程及植被反馈
苏永中等［1］指出，梭梭种植9年后有机碳含量显著增加，16年和40年后增幅可达3.3倍和5.7倍；在40年的时间序列内，土壤从干旱砂质新成土发育成干旱正常新成土。另一项研究则指出，土壤有机碳和全氮在9年后出现显著的成层化分布，而全磷的这一特征相对滞后，土壤碳磷比和氮磷比在9年后也开始表现出明显的成层化分布且随林龄增加显著增加，而碳氮比保持相对稳定［2］。此外，研究结果还表明随着固沙植被种植年限的增加，土壤物理结构发生明显改善，细粒物质（黏粒与粉粒）逐渐积累，土壤结皮发育，土壤表层风蚀可蚀性降低了41.1%［2-3］。Zhang等［4］的研究则表明，固沙植被建植对土壤养分条件的改善，促进了植被状况，使得植被物种多样性增加，39年生人工梭梭林下植被盖度达到10%以上，植被物种数也显著增加，群落结构趋于复杂。
1.2 固沙植被建植后生物群落结构演变规律
研究表明，固沙植被区食细菌线虫为优势营养类群，占线虫总数50.3%~94.1%，固沙植被建植显著提高土壤线虫总数、食细菌线虫丰度和线虫多样性，土壤食物网随植被种植年限先稳定后逐渐退化［5-6］；An等［7］的研究表明，固沙植被区土壤细菌优势菌门为放线菌门（32.1%~41.3%）和变形菌门（19.2%~27.0%），细菌多样性随植被恢复时间逐渐增加，不同恢复阶段的代谢通路整体模式较为相似，全碳、pH和全磷可解释57.5%的细菌群落结构变异。此外，另一项研究的结果则表明，土壤细菌氮代谢以同化和异化硝酸盐还原为主，硝酸盐还原基因丰度是氨氧化基因的17.5~126.9倍，表明反硝化速度快于硝化速度；二者丰度的比值随植被种植年限增加而下降，表明固沙植被建植有助于土壤氮的积累［8］。
1.3 固沙植被建植后土壤盐分积累特征
综上所述，固沙植被建植通过改善土壤结构、提升养分含量、增强微生物和线虫多样性，显著促进了土壤生态系统的正向演替。然而，盐分快速积累产生负面影响则会限制草本植物定殖与系统稳定性。上述研究有助于我们更好地认识植被与土壤之间的相互作用机制，也可以为精准制定生态恢复策略、优化植被配置、提高固沙效率提供理论依据。
2 土壤大孔隙特征及其对水文过程的影响
土壤大孔隙作为水分和溶质在土壤中快速移动的通道，直接影响土壤的水分保持、养分循环及植被生长，深入研究土壤大孔隙结构及其与生态水文过程的相互作用机制，不仅有助于揭示干旱区生态系统的内在运行规律，还能为农业生产效率提升和生态恢复实践提供科学依据，促进干旱区生态系统的健康与稳定发展［9］。
2.1 土地利用变化对土壤结构与水力特性的影响
Zhang等［10］研究了4种土地利用类型（荒漠灌丛、森林、草地、农田）下的土壤水力特性，发现森林、草地和荒漠灌丛的饱和导水率分别为0.177、0.126、0.118 cm·min-1，远高于农田（0.031 cm·min-1）；半径>0.5 mm的大孔隙对水流的贡献在森林中高达60%，而在农田中仅为15%；研究还表明，黏粒含量、容重和初始土壤水分是影响饱和导水率的关键因子，土地利用转变通过改善土壤结构、增加有机质和黏粒含量，显著提升了大孔隙的发育和水流传导能力。
2.2 长期农业生产对土壤大孔隙结构形成的影响
2.3 作物根系对土壤大孔隙发育与优先流的影响
结合CT扫描与染色示踪试验研究结果表明，作物行下土壤大孔隙度（0.4%）显著高于行间（0.3%），生物孔隙占行下大孔隙总体积的73.0%；行下土壤的稳定入渗率（0.7 mm·min-1）是行间（0.3 mm·min-1）的2.3倍；研究还指出，根系形成的生物孔隙和大型孔隙是水分快速下渗的主要通道，显著增强了深层水分补给和溶质迁移潜力［12］。
2.4 耕作年限对土壤大孔隙流敏感性的影响
综上所述，干旱区土地利用方式的转变显著影响土壤结构、大孔隙发育，进而调节土壤水分入渗能力与优先流发生。长期耕作农田具有更高的大孔隙度和水分传导能力，作物根系是形成生物孔隙和调控水分运移的关键因素。然而，大孔隙流的增强也可能导致水分和养分的快速下渗，影响土壤水分保持与地下水水质。
3 绿洲农田硝态氮淋溶及地下水环境影响
绿洲农田硝态氮淋溶是干旱区农业生态系统中氮素迁移的关键过程，其通过土壤垂直运移进入地下水，对区域水环境安全构成显著威胁。随着集约化农业发展，过量氮肥施用与不合理灌溉加剧了硝态氮在土壤剖面的累积及向地下水渗漏的风险，成为制约绿洲农业可持续发展的核心环境问题［14］。
3.1 区域地下水硝态氮污染现状
黑河中游区域调查结果显示，该区域地下水硝态氮平均含量10.7 mg·L-1，其中32.4%调查水井硝态氮含量超标，16.9%严重超标（>20 mg·L-1）；沙质土壤区平均27.2 mg·L-1，最高达73.8 mg·L-1，超标率72.7%［15］。另一项民勤县的区域调查结果显示，硝态氮含量的平均浓度为8.1 mg·L-1，1.54%的水样中硝态氮含量超过了国家一级饮用水标准。而沿着河滩-老绿洲农田-新垦绿洲农田-绿洲外围固沙带监测断面的地下水硝态氮含量监测结果则表明，河滩、老绿洲农田区域地下水硝态氮含量波动范围较小，未受硝态氮的污染； 荒漠绿洲边缘固沙带地下水含量变动在2.5~13.3 mg·L-1，在2013年呈现加速上升的趋势；而新垦沙地农田区域硝态氮污染严重，平均值为20.8 mg·L-1，变动范围在6.6~29.5 mg·L-1，且2013年较2012年平均值增加了9.5 mg·L-1，证实了新垦绿洲沙地农田区是绿洲农田氮淋溶损失和地下水氮污染的敏感区域，并有向外围固沙植被区扩展的趋势［16］。
3.2 农田土壤硝态氮积累和淋溶特征及其对农田管理方式的响应
施氮是土壤硝态氮累积的主要来源，而灌溉则使硝态氮向土壤深层淋溶；0~200 cm土层土壤硝态氮累积量为27.7~116.7 kg·hm-2，氮素表观损失量77.4~261.0 kg·hm-2，且随施肥量显著增加［17］；研究还表明不同作物种植导致土壤硝态氮剖面积累量差异，大棚蔬菜地0~300 cm土层土壤剖面硝态氮累积量高达2 171.5 kg·hm-2，对地下水污染的威胁较为严重，番茄地和棉花地次之，粮田、苜蓿地和枣树园土壤剖面硝态氮累积量较小；研究还表明，冬灌导致土壤硝态氮积累峰从0~100 cm向100~300 cm迁移，增加了土壤硝态氮淋失风险［18］。此外，一些研究还指出，土壤耕作［19］、施肥方式［20］、土壤特性［21］等因素均显著调控绿洲农田土壤硝态氮的积累和淋溶过程。
上述研究表明，绿洲农田硝态氮淋溶受土壤质地、灌溉施肥管理、农作制度等多因素协同调控。通过优化耕作方式、实施精准水肥管理，可显著降低淋溶风险并减缓地下水污染。
4 绿洲农田土壤肥力演变与碳氮固存效应
农田土壤碳氮积累是农业生态系统可持续发展的重要指标，直接影响土壤肥力、作物产量及全球碳氮循环。在干旱半干旱区，土壤有机碳和总氮含量普遍较低，通过合理管理提升其积累能力，对缓解气候变化、减少温室气体排放具有重要意义。
4.1 绿洲农田土壤肥力空间分布特征和变异规律
县域尺度287个样点的调查结果显示，临泽县农田土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾平均含量分别为13.76、0.81、64.4、32.3、199.0 mg·kg-1，较1982年分别提高了13.5%、7.8%、9.3%、225.6%、26.8%，肥力指标空间变异较大，变异系数均大于25%［22-23］。灌区尺度的调查研究结果表明，平川灌区农田耕层土壤沙粒含量变动在29.4%~91.9%，沙粒含量大于50%的占53.6%；耕层土壤有机质含量变平均值为10.90 g·kg-1，小于10.00 g·kg-1的面积占26%；全氮含量平均值为0.68 g·kg-1，土壤容重为1.25~1.67 g·cm-3，田间持水量平均为27.1%，土壤pH值平均为8.69［24-25］。土壤肥力在田块尺度也表现出较强的异质性，绿洲新垦田块土壤有机碳含量为2.66~6.90 g·kg-1，平均4.45 g·kg-1，变异系数为24.5%，6.3%的土壤样品有机碳含量小于3 g·kg-1、12.5%的大于6 g·kg-1；土壤全氮含量为0.31~0.75 g·kg-1，平均0.49 g·kg-1，变异系数为20%［26］。
4.2 绿洲农业土壤肥力形成演变过程
Su等［27］通过空间代替时间的研究方法，揭示了荒漠土壤开垦为耕作农田10年后土壤有机碳和全氮增加了1倍，开垦40年后增加了6.4倍和5.9倍，变化率分别为0.115、0.012 g·kg-1·a-1；开垦14年后土壤沙粒含量下降了14.7%，粉粒和黏粒增加了1.6倍和52.9%，>0.25 mm的干团聚体质量也开始呈增加趋势。另外一项研究结果则显示，荒漠开垦后，0~40 cm土层土壤有机碳库扩大了4.2倍，氮磷储量增加了1.2~6.5倍；常规耕作60年后，表层土壤碳、氮、磷储量均趋于稳定；荒漠开垦后表层土壤结构稳定性指数有所提高，但在开垦60年后呈现出下降趋势［28］。此外，Chen等［29］的研究还表明，随开垦年限的增加土壤细菌多样性逐渐增加，而真菌多样性呈先增加后减小的变化趋势；连续的农田耕作导致土壤固氮微生物减少，氨氧化和亚硝酸盐氧化微生物增加。
4.3 绿洲农田碳氮固存效应及其对管理措施的响应
Su［30］的研究表明，研究区域4种土类的固碳容量分别为：31.4~35.5 g·kg-1（干润雏形土），19.0~24.5 g·kg-1（旱耕人为土），10.8~15.2 g·kg-1（砂质新成土），8.9~11.5 g·kg-1（正常干旱土）。农田退耕种植苜蓿后有显著的土壤碳氮固定效应，耕层（0~15 cm）土壤碳、氮固存率分别为0.57、0.042 Mg·hm-2·a-1，砂壤土碳氮的增幅（32.4%和15.9%）明显高于粉壤土（15.1%和8.5%），而活性有机碳含量的增幅表现为砂壤土（39.8%）低于粉壤土（53.1%）［31］。绿洲土壤连续23年化肥单独施用，土壤有机碳含量下降了15.2%，化肥和农肥配施，土壤有机碳含量平均增加27.8%；化肥和农肥配施促进了团聚体的形成，与团聚体结合的有机碳含量显著增加［32］。在新绿洲农田，有机无机肥配施可显著提高土壤碳、氮积累率，可达2.01、0.11 t·hm-2·a-1，较单施化肥处理分别高3.3、2.9倍［33］。此外，研究还表明，草田轮/间作［34］、秸秆还田［35］等措施均可显著提升土壤碳氮固存效率。
上述进展揭示了绿洲农田多尺度空间异质性、开垦年限驱动的碳氮积累规律及管理措施的固碳效应，优化的农田管理措施可显著提升土壤碳氮固存效率，这些成果能够为干旱区农业土壤养分可持续管理提供科学依据。
5 河西走廊荒漠草地碳储量评估
河西走廊荒漠草地作为中国西北干旱区典型生态系统，其碳储量研究对理解全球气候变化响应机制、区域生态安全屏障构建及“双碳”目标实现具有重要意义。通过在该区域量化碳储量分布规律及驱动机制，可为干旱区生态修复、可持续土地管理政策制定提供科学依据。
5.1 河西走廊荒漠草地地上地下生物量分配格局
河西走廊荒漠草地群落水平地上生物量为3.2~559.2 g·m-2，地下生物量为3.3~188.2 g·m-2；个体水平地上生物量为6.1~489.0 g·株-1，地下生物量为2.4~244.2 g·株-1；群落水平上的根冠比为0.10~2.49，个体水平上为0.07~1.55，地下生物量均小于地上生物量，群落水平上根冠比大于个体水平，呈等速生长关系；地下生物量主要在0~30 cm土层，群落和个体水平占比分别为97.0%和93.6%［36］。
5.2 河西走廊荒漠草地植被碳氮磷储量及生态化学计量特征
5.3 河西走廊荒漠草地土壤碳储量及其分布格局
上述研究通过量化生物量分配格局、碳氮磷储量特征及土壤有机碳密度分布，为提升河西走廊区域碳储量估算的精度与可靠性提供了基础的数据支撑，也为干旱区荒漠草地制定科学的碳管理政策、生态修复策略及“双碳”目标提供了重要的参考依据。
6 绿洲农田水生产力及其调控途径
绿洲农田水生产力研究是应对干旱区水资源短缺、保障粮食安全及生态可持续发展的关键科学问题。在西北干旱区，农业用水占比高达80%以上，提升农业水生产力对缓解水资源供需矛盾、减少地下水超采、维护区域生态平衡具有战略意义，可为优化灌溉制度、推广节水技术、制定差异化水资源管理政策提供理论支撑。
临泽站相关研究在国内首次系统阐述了农业水生产力概念及其发展过程，综合分析了影响农业水生产力的主要因素、计算方法和主要农作物的水生产力范围，并全面综述了各种水生产力提高策略［41］。
还研究了土壤条件、灌溉管理、耕作方式及水氮协同对绿洲农田水生产力的调控作用。研究结果表明，减量10.5%~21.0%的节水灌溉使棉花产量增加11.2%~11.6%，灌溉水生产力提高24.4%~39.0%［42］。苏永中等 ［24］的研究结果表明，绿洲边缘区玉米灌溉水生产力平均值为2.36 kg·m-3，18.5%的区域低于2.00 kg·m-3，土壤质地对灌溉水生产力有显著的调控作用。而耕作方式研究则表明，免耕旧膜再利用虽使玉米减产4.4%~10.6%，但行间秸秆覆盖可实现产量与覆新膜持平且净收入提高12.5%~17.1%，灌溉水生产力提高13.64［43］。水氮协同方面的研究结果表明，施氮量0~300 kg·hm-2时棉花净光合速率随施氮量增加而提升，300 kg·hm-2施氮量使籽棉产量增加50.9%、灌溉水生产力提高50%，25%减量灌溉可提高灌溉水生产力提高27.5%且不减产［44］。
上述研究对农业水生产力的概念演变、影响因素及提升路径进行了系统概括，并揭示了土壤条件、灌溉管理、耕作方式及水氮协同对水生产力的调控作用，相关成果为绿洲农田水资源高效利用与管理策略的制定提供了重要的科学依据。
7 山区土壤碳氮循环及其影响机制
祁连山作为中国西北干旱-半干旱山区的典型代表，其土壤生态系统对气候变化高度敏感，是研究全球变化背景下生态系统碳氮循环与生物多样性响应的理想场所。该区域土壤过程的研究不仅有助于揭示环境变化背景下的生态系统变化规律，还能深入理解人类活动在影响山区生态系统稳定性中的作用，可以为准确评估祁连山气候变化下的生态响应及区域生态保护与管理提供科学依据。
7.1 祁连山土壤碳氮储量分布格局及影响因素
祁连山青海云杉林0~50 cm土层土壤有机碳储量为18.83~31.09 kg·m-2，呈现出随海拔升高显著增加的趋势，土壤氮储量为1.07~3.14 kg·m-2，无显著海拔差异；气候（温度、降水）、植被（林下植被、地上生物量）及土壤质地（黏粒含量）共同影响土壤有机碳分布，温度降低和降水增加促进土壤有机碳积累［45］。Chen等［46］指出，不同植被类型影响祁连山山地生态系统土壤碳氮储量，阳坡草地和青海云杉林占区域总储量的80%；地形方位和海拔共同解释97.5%的土壤碳氮储量变化，其中地形方位单独解释68.2%；温度是阴坡碳氮储量的关键控制因素。另外，研究也指出，山地造林促进0~70 cm土层碳氮积累［47］，而人工林间伐使0~70 cm土层碳储量从297.21 Mg·hm-2下降至261.04 Mg·hm-2［48］。
7.2 祁连山土壤碳排放特征及其对海拔、冻融、人为管理的响应
祁连山高山森林冬季土壤呼吸占全年22.0%~34.2%，Q10值（温度敏感性）为3.00~3.85，显著高于生长季（2.08~2.22）；冬季土壤呼吸随海拔升高增加，生长季随海拔升高减少［49］。Yang等［50］的研究结果则表明，冻融循环显著影响祁连山区土壤CO2和CH4通量，解冻期CO2排放平均增加3.9倍，冻结期CH4吸收减少；-20 ℃冻结条件CO2排放率高于-10 ℃。另一项研究则指出，土壤湿度和冻融循环次数对CO2排放和CH4吸收有显著影响，首次冻融时通量最大，高湿度下CO2排放和CH4吸收显著高于低湿度；气候变暖湿润化可能增加土壤CO2排放和CH4吸收［51］。此外，研究还指出，人工林间伐在生长季增加土壤呼吸（3.00 μmol·m-2·s-1增至4.18 μmol·m-2·s-1），非生长季减少（1.05 μmol·m-2·s-1降至0.90 μmol·m-2·s-1）［52］。
7.3 山区土壤微生物群落结构特征及其环境调节机制
对坡向与海拔影响的研究结果表明，祁连山北坡细菌丰富度和多样性在多个海拔显著高于南坡，并在海拔3 500 m处达峰值；土壤pH、有机碳及碳氮比等环境因子与细菌群落多样性及组成显著相关，地形因子对微生物分布有重要驱动作用。He等［53］的研究则表明，祁连山土壤细菌、真菌多样性沿海拔梯度呈协调单峰分布，2 350~3 850 m海拔内先增后减；土壤变量（如pH、有机碳、总氮）解释了细菌群落54.9%的变异（高于真菌的24.2%）；土壤pH在微生物海拔分布中具有核心调节作用，而降水对微生物多样性海拔分布有潜在影响。研究还表明，造林显著提升祁连山土壤微生物丰富度与多样性，使得土壤细菌群落由放线菌向α-变形菌转变［54］。
上述研究聚焦祁连山土壤碳氮储量分布、碳排放动态响应及微生物群落结构演变，并揭示了海拔梯度驱动有机碳积累、冻融循环调控气体通量、间伐管理影响呼吸速率及植被类型塑造微生物群落等关键生态过程规律，为干旱-半干旱山区生态系统保护、气候适应性管理及碳汇功能精准评估提供了科学理论支撑。
8 研究展望
总的来看，临泽站近年来围绕干旱区土壤与绿洲农业研究方向，系统开展了土壤肥力演变、水分与养分循环、植被-土壤互作、生物多样性及生态功能等多领域研究，取得了一批具有理论参考和实践应用价值的研究成果，这些研究成果深化了对干旱区土壤生态过程与农业可持续性的理解，为区域生态保护与农业生产力的促进提供了重要的科学依据。然而，当前研究仍存在一些共性不足，制约着认识的深化与成果的推广。如各主题数据积累丰富但共享与联网挖掘机制尚未健全；模型研究以站点和短时间尺度为主，在全国、全球尺度的研究与长期验证方面尚显薄弱；同时，跨区域的对比研究仍较为缺乏，限制了研究结论的普适性。在今后一个阶段，为持续巩固和深化临泽站在干旱区土壤和绿洲农业研究领域的优势与特色，建议在以下几个方面增加关注。
建立长期定位观测联网与多尺度模型模拟相结合的研究体系，揭示气候变化与人类活动叠加作用下土壤水-碳-氮耦合循环的响应机制。强化与国内其他试验站的联网研究，推动长期施肥、草田轮作、秸秆还田等长期定位观测试验数据的标准化与共享，共同挖掘长序列数据的规律；结合多尺度模型模拟，将现有土壤孔隙特性、水碳氮通量监测研究方面的研究成果向全国、全球尺度及气候变化背景扩展。
深化绿洲生态系统稳定性维持与生产效率提升研究，探索基于水分高效利用与碳氮优化的绿洲农田管理途径，研发节水控盐、增碳减排的协同技术。重点关注干旱区沙荒地、盐碱地、边际土地等干旱区特有土壤资源的改良与高效利用，揭示其土壤有机碳稳定机制、固碳效率及调控途径，为水土资源高效利用技术的研发提供理论基础。
拓展土壤生物多样性与生态系统功能的关联研究，阐明土壤微生物、线虫等关键生物类群在土壤健康维持与污染修复中的作用。在目前土壤生物群落特征及其影响因素研究的基础上，进一步明确干旱区土壤生物多样性在健康土壤评价中的作用，研究生物群落结构组成变化在调节土壤生态功能中的作用，发掘有助于提升土壤质量、修复退化土壤的生物资源。
推动多学科交叉与新技术应用，融合遥感、基因组学、同位素示踪等手段，开展干旱区土壤-植被-水文相互作用研究。结合多源遥感与地面监测数据开展土壤属性大尺度时空动态评估；运用宏基因组学和代谢组学技术解析土壤微生物的群落组装过程、功能基因组成及其对环境变化和管理措施的响应；借助稳定性同位素示踪技术，定量刻画干旱区土壤-植物系统中碳氮迁移与转化过程。
强化科研成果的转化与应用，针对荒漠化防治、地下水保护与农业可持续发展，提出差异化管理策略，服务于区域生态安全、经济社会发展与“双碳”目标实现。重点关注荒漠植被建植与管理、土壤-水环境监测与污染防治、退化土壤修复与地力提升、农田水生产力调控等方面的成果转化与应用。
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Soil macroporosity and water flow in the root zone of oases in hyper-arid regions
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Soil Susceptibility to macropore flow across a desert-oasis ecotone of the Hexi Corridor，Northwest China
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Nitrate contamination of groundwater in an agroecosystem in Zhangye Oasis，Northwest China
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Temporal and spatial variability of soil organic matter and total nitrogen in a typical oasis cropland ecosystem in arid region of Northwest China
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Patterns of soil nitrogen mineralization under a land-use change from desert to farmland
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Field-scale spatial distribution characteristics of soil nutrients in a newly reclaimed sandy cropland in the Hexi Corridor of Northwest China
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Evolution of soil structure and fertility after conversion of native sandy desert soil to irrigated cropland in arid region，China
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Long-term conventional cultivation after desert reclamation is not conducive to the improvement of soil carbon pool and nutrient stocks：a case study from Northwest China
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Soil structure and nutrient supply drive changes in soil microbial communities during conversion of virgin desert soil to irrigated cropland
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Soil carbon and nitrogen sequestration following the conversion of cropland to alfalfa forage land in Northwest China
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Changes in soil aggregate，carbon，and nitrogen storages following the conversion of cropland to alfalfa forage land in the marginal oasis of Northwest China
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Long-term effect of fertilizer and manure application on soil-carbon sequestration and soil fertility under the wheat-wheat-maize cropping system in Northwest China
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Effect of chemical and organic fertilization on soil carbon and nitrogen accumulation in a newly cultivated farmland
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Adaptive evaluation of green manure rotation for a low fertility farmland system：impacts on crop yield，soil nutrients，and soil microbial community
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Effect of tillage，cropping，and mulching pattern on crop yield，soil C and N accumulation，and carbon footprint in a desert oasis farmland
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Biomass and nutrient allocation strategies in a desert ecosystem in the Hexi Corridor，Northwest China
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Stoichiometry of leaf carbon，nitrogen，and phosphorus along a geographic，climatic，and soil gradients in temperate desert of Hexi Corridor，Northwest China
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Spatial distribution of soil organic carbon and its influencing factors in desert grasslands of the Hexi Corridor，Northwest China
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Spatial pattern of soil organic carbon in desert grasslands of the diluvial-alluvial plains of northern Qilian Mountains
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Patterns and controls of soil organic carbon and nitrogen in alpine forests of northwestern China
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Patterns and environmental controls of soil organic carbon and total nitrogen in alpine ecosystems of northwestern China
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Impacts of afforestation on plant diversity，soil properties，and soil organic carbon storage in a semi-arid grassland of northwestern China
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Responses of soil organic carbon，soil respiration，and associated soil properties to long-term thinning in a semiarid spruce plantation in northwestern China
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Divergent seasonal patterns and drivers of soil respiration in alpine forests of northwestern China
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Different responses of CO2 and CH4 to freeze-thaw cycles in an alpine forest ecosystem in northwestern China
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Elevated soil moisture amplified the effects of freeze-thaw cycles on soil CO2 and CH4 fluxes in subalpine forests
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The long-term effects of thinning on soil respiration vary with season in subalpine spruce plantations
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Co-ordinated elevational diversity patterns for soil bacteria，fungi，and plants in alkaline soils of arid northwestern China
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Linkages between soil respiration and microbial communities following afforestation of alpine grasslands in the northeastern Tibetan Plateau
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甘公网安备 62010202000688号
