土壤有机碳 (SOC) 的固持对于农业可持续与环境效应具有双重意义。与表层土壤相比，深层土壤体积大，碳汇潜力更高。在干旱区，当荒漠开垦为农田，形成陆地表面对比最为强烈的两种土地利用方式。农业开发一般会被认为对土壤质量与环境产生负效应，比如SOC的损失、微生物多样性的降低与化肥施用造成的环境污染。但在干旱区，这种效应则是正面的，对深层土壤尤其如此。

中科院新疆生态与地理研究所李晨华博士以西北干旱区典型农业土壤-灰漠土为研究对象，在灰漠土开垦前后的剖面土壤碳转化与固定特征的研究方面取得新进展。近期连续两篇相关论文发表在Plant and Soil 和 Soil Biology and Biochemistry上。

首先，对灰漠土开垦16年后的常规施肥棉田的研究表明：开垦虽然导致表层土壤碳库流失,但由于表层以下( 0.2-2.5 m )土壤SOC含量增加，全剖面总碳库具有明显增加。该工作揭示了灰漠土深层土壤碳循环的重要性。相关研究成果以 Soil organic carbon stock and carbon efflux in deep soils of desert and oasis 为题发表在 Environmental Earth Sciences 上。

同时，对中国科学院阜康荒漠生态站长期定位实验（种植冬小麦）的研究表明：20年的开垦与施肥增加了整个剖面土壤大团聚体及其结合碳，同时增加了表层SOC含量，化肥配施秸秆处理还增加了深层 ( 0.6-3 m ) SOC含量。粉砂与粘粒组分结合碳的维持与可溶性有机碳的向下运移对于深层土壤碳固定具有重要意义。相关研究成果以The effects of long-term fertilization on the accumulation of organic carbon in the deep soil profile of an oasis farmland为题发表在Plant and Soil 上。

再者，采用高通量测序技术所获结果表明：长期施肥对整个土壤剖面( 0-3 m )的微生物群落结构均有显著影响，而且处理间土壤微生物群落在深层产生最大分异，SOC含量是最显著影响因子。Nitrospira与Methylococcales的相对丰度与剖面较高碳、氮含量密切相关。相关研究成果以 Change in deep soil microbial communities due to long-term fertilization为题发表在Soil Biology and Biochemistry上。

该项研究除得到本所李彦研究员、唐立松研究员的悉心指导外，还得到了南京土壤所贾仲军研究员的指导与帮助。