GCB | 土地利用变化对土壤矿物结合态和颗粒有机碳的影响

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西北农林科技大学任成杰教授指导的博士生赵雨晴在《Global Change Biology》发表题为《A Global Meta-Analysis of Land Use Change on Soil Mineral-Associated and Particulate Organic Carbon》的研究成果。文章发表后被美国科学院院刊《PNAS》编委会选中（每月从已发表的国际期刊挑选3-4篇），并被采访报道。

土壤是陆地生态系统中关键的碳库，储存着大量碳资源。其中，土地利用方式的改变（如植树造林、森林砍伐等人类活动）是调控土壤碳输入与输出的关键因素之一。本研究基于全球693对土壤观测数据，系统解析了土地利用变化过程中土壤矿物结合态碳（MAOC）和颗粒有机碳（POC）的动态演变规律，并阐明了其与气候、土壤因子的协同变化机制，为精准评估土地利用变化后的土壤碳动态及预测全球碳汇潜力提供了创新性科学证据。结果如下：

（1）碳组分响应土地利用变化的敏感性差异：生态恢复可显著提升土壤颗粒有机碳（POC）与矿物结合态碳（MAOC）含量，而退化则导致两者同步下降，其中POC对土地利用变化更为敏感；

图1 土壤碳组分对土地恢复（a）和退化（b）的响应

（2）土地利用变化的时间动态：恢复初期土壤中POC占比高于MAOC，但长期修复后MAOC占比反超，表明高POC是恢复成效的标志，而后期随着MAOC的持续累积可提升土壤有机碳稳定性。

图2 土地利用持续时间与土壤稳定性之间的关系

（3）环境依赖性：气候条件、土壤深度及初始碳储量共同调控碳组分动态，其中干旱区或贫碳表层土壤对土地恢复更敏感，而在湿润区或富碳表层土壤会因退化导致更高风险的碳流失。

图3 土壤碳组分对土地利用变化响应的环境依赖性

该研究为差异化制定“干旱区优先修复、湿润区严防退化”的全球土地治理策略提供了科学依据。

PNAS报道述评：

原文链接：https://doi.org/10.1111/gcb.70111

PANS编委会采访报道链接：https://www.pnas.org/post/journal-club/separating-soil-carbon-into-its-component-parts-researchers-begin-predict-which-soils-store-most