研究背景：破解高原荒漠化修复难题

近年来，青藏高原高寒草甸生态治理取得了重要进展，沙化治理措施在部分区域已初见成效。然而，实现长期稳定的恢复，特别是提升土壤养分积累和植被重建效率，仍面临诸多挑战。四川农业大学刘琳教授团队的前期研究（Li et al., 2021, Journal of Environmental Management）发现，杯腺柳（Salix cupularis）在退化高寒草甸中可形成“资源岛”效应，改善土壤养分状况并保护草本植物的萌发和生长。因此，该物种作为“护理植物”被引入青藏高原东部高寒草甸生态修复体系。然而，杯腺柳如何驱动土壤碳氮积累的具体机制仍未被系统解析。

图1 研究地点的地理位置（a）、不同物候期（b-1、b-2和b-3）杯腺柳的照片以及根系分泌物的原位收集器（c）

基于这一科学问题，团队在最新的研究中，通过野外原位实验，首次系统解析了杯腺柳根系分泌物驱动土壤碳氮循环的协同机制，为高寒荒漠化草甸生态修复提供了科学依据。该成果已于2025年发表于土壤科学领域权威期刊 《Applied Soil Ecology》。

    核心发现：杯腺柳的“双通道”土壤修复策略

    1.根系分泌物：碳氮输入的“隐形引擎”

• 杯腺柳通过根系分泌物直接向土壤输入有机碳和氮素，显著提升根际养分含量。

• 根系分泌物同时激活土壤微生物的生长以促进碳氮循环，形成“植物-微生物”协同增效的“双通道”机制。

图9 根系分泌物输入后根际土壤有机碳（SOC）（a）、溶解有机碳（DOC）（b）和NH₄⁺（c）含量的变化，以及根系C和N分泌速率与根际微生物特征之间的Pearson相关性（d）

2.植株筛选：生物量影响修复效率

• 研究发现，杯腺柳地上生物量与根系碳分泌速率呈显著正相关。

• 优选高生物量个体进行种植，可提升荒漠化高寒草甸修复效率。

3.单性别种植：生态安全与功能兼顾

• 首次证实杯腺柳雌雄植株对土壤碳氮积累的促进效果无显著差异。

• 采用单一性别种植策略，既可防控潜在灌木入侵风险，又能保障土壤质量改善的目标，为高原生态治理提供了新思路。

图10 杯腺柳根系分泌物过程对根际碳氮特性的直接和间接驱动因素。结构方程模型考虑了物候期、地上生物量、根系分泌速率、微生物生物量和酶活性对土壤碳和氮含量的直接和间接影响

    创新价值：理论突破与技术应用并重

• 理论贡献：揭示了青藏高原东部荒漠化高寒草甸恢复中“植物-微生物-土壤”互作的关键路径，为该区域生态修复提供了新的科学依据。

• 技术落地：成果已应用于四川省林业和草原局“高山柳治理恢复高寒草甸区沙化地综合技术应用与示范推广”项目，成功修复沙化草甸面积超1000亩，助力长江黄河上游生态屏障建设。

• 社会意义：该研究为高海拔脆弱生态系统的植被恢复提供了可借鉴的技术方案，有助于提升青藏高原生态屏障的稳定性和恢复能力。

研究团队与原文信息

第一作者：李其（四川省草原工作总站，工程师）、严飞（四川农业大学，草学博士研究生）

共同通讯作者：张健（四川省林业和草原发展研究中心，研究员）、Yakov Kuzyakov（哥廷根大学，温带生态系统土壤科学系&农业土壤科学系，教授）

责任通讯作者：刘琳（四川农业大学，草业科技学院，教授）

论文标题：Root exudates of Salix cupularis orchestrate the accumulation of soil carbon and nitrogen in the rhizosphere during the restoration of a desertified alpine meadow

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2025.106041

特别鸣谢：本研究得到了四川若尔盖湿地国家级自然保护区管理局和若尔盖县林业和草原局的大力支持。感谢相关单位在野外实验、示范推广等方面提供的协助，为本项目的顺利实施奠定了基础。

原文链接：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU0MTM5MDczMA==&mid=2247534087&idx=1&sn=d750a687acaba117409a521a249e42bc&chksm=fa558cd5446fd7a0b9a9af5be0d7acf9e5c328e5ea7542985c37883f0a6012cc621560284e1d&mpshare=1&scene=23&srcid=0328IDFv7FNSS3SZxoI0clCl&sharer_shareinfo=6d39ea37fb0951319aea40f0083c9396&sharer_shareinfo_first=2a179bfd4b66c69e26f111e125091a69#rd