近日，山西農(nóng)業(yè)大學(xué)徐明崗院士、東北林業(yè)大學(xué)周正虎教授和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔡岸冬副研究員在農(nóng)田土壤有機(jī)碳循環(huán)領(lǐng)域取得研究進(jìn)展。研究成果以“Carbon gain in upper but loss in deeper cropland soils across China over the last four decades”為題發(fā)表于PNAS。

土壤作為陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫，其碳儲(chǔ)量遠(yuǎn)超大氣和植被。盡管眾多實(shí)驗(yàn)探究了氣候變暖對(duì)土壤有機(jī)碳的影響，但土壤有機(jī)碳對(duì)氣候變暖的反饋強(qiáng)度尚無定論，主要是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)周期短與土壤有機(jī)碳周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)不匹配。經(jīng)濟(jì)和政策驅(qū)動(dòng)的土壤碳輸入增加能夠提高表層土壤有機(jī)碳積累。深層土壤有機(jī)碳對(duì)全球變化的響應(yīng)與表層土壤有機(jī)碳不同，因?yàn)檎{(diào)節(jié)土壤有機(jī)碳循環(huán)的非生物和生物特性隨土壤深度變化。然而，目前尚不清楚深層土壤有機(jī)碳是否與表層土壤有機(jī)碳顯示出相同的時(shí)間模式。

文章基于團(tuán)隊(duì)幾十年來在土壤碳循環(huán)方面的研究工作，從長(zhǎng)期土壤碳形成機(jī)制的新穎視角揭示了“碳增溫降”是土壤有機(jī)碳形成及功能提升的雙驅(qū)動(dòng)機(jī)制。結(jié)果表明，過去40年我國(guó)旱地土壤剖面（0-100cm）有機(jī)碳儲(chǔ)量?jī)粼?.74 Pg（7%），平均固存率為13.7 g m^-2 yr^-1。主要由于有機(jī)物料輸入導(dǎo)致表層土壤（0-60厘米）有機(jī)碳增加（0.86 Pg），及氣候變暖加速深層土壤（60-100厘米）有機(jī)碳分解（0.12 Pg）。盡管我們的研究結(jié)果顯示了整個(gè)剖面土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量有所增加，但深層土壤中更難分解的土壤有機(jī)碳損失對(duì)長(zhǎng)期增強(qiáng)農(nóng)田土壤有機(jī)碳積累和實(shí)現(xiàn)碳中和的影響仍需進(jìn)一步考量。 

不同土壤深度有機(jī)碳變化的驅(qū)動(dòng)因子

論文第一作者為東北林業(yè)大學(xué)生態(tài)學(xué)院周正虎教授，通訊作者為山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院徐明崗院士和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所蔡岸冬副研究員。該工作得到了東北林業(yè)大學(xué)王傳寬教授、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院李玉娥研究員、北京大學(xué)王旭輝教授和山西農(nóng)業(yè)大學(xué)何新華教授的支持，以及國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃青年科學(xué)家項(xiàng)目資助（2022YFD2300500），特此致謝！

論文鏈接：

https:///10.1073/pnas.2422371122