文献分享：增温背景下造林对贫碳土壤碳损失的缓解作用
今天与大家分享的是西北农林科技大学邓蕾课题组的一篇文章，内容主题为增温背景下造林对贫碳土壤碳损失的缓解作用。
文章题目：增温背景下造林对贫碳土壤碳损失的缓解作用
作者单位：西北农林科技大学水土保持与荒漠化整治全国重点实验室
发表期刊：Applied Soil Ecology ，IF2025=5.6，中科院二区
接收日期：2026.04.20
01
摘要
理解土壤有机质（SOM）分解的温度敏感性（Q10）对于预测全球变暖背景下的土壤碳排放至关重要。然而，土地利用变化如何改变Q10及其背后的微生物和生化机制仍不清楚，这主要是由于SOM质量、微生物性状与Q10之间存在复杂的相互作用。本研究在中国8个样点中，从成对配对的农田和相邻造林地中共采集了144份表层和深层土壤样品，并通过连续增温培养实验测定了SOM分解的Q10。结果表明，增温诱导的碳矿化在贫碳土壤中显著高于富碳土壤，表明贫碳土壤对碳损失具敏感。在表层土壤中，贫碳土壤农田和造林地的碳矿化效率分别比富碳土壤高437%和254%。值得注意的是，与农田相比，造林使贫碳土壤的Q10在表层和深层分别降低了13.2%和15.0%。这种Q10的降低主要由土壤有机碳（SOC）顽固性降低以及难分解碳与易分解碳降解基因丰度比下降所驱动。气候对表层土壤Q10具有显著影响，而对深层土壤的影响较弱。这些结果表明，初始土壤碳状态从根本上调控了增温条件下SOM分解的微生物和生化响应。因此，将初始SOC水平纳入生态系统模型有助于提高对气候变暖背景下土壤碳动态的预测精度，而优先在贫碳土壤中实施造林则可能有助于缓解增温引起的SOC损失，并促进土壤保护。
02
文章中通过8800做实验的实验设计或步骤
实验结果
结果表明，在动态增温条件下，贫碳土壤在表层和深层的土壤碳矿化效率（CME）均显著高于富碳土壤（图2；p < 0.001）。在表层土壤中，贫碳土壤的农田和森林CME分别比富碳土壤高437% 和254%（图2a；p < 0.001）。在深层土壤中，贫碳土壤的农田和森林CME分别比富碳土壤高45.2%和26.4%（图2；p < 0.001）。造林后，贫碳土壤的CME在表层和深层分别下降2.5%和 9.8%（图2；p > 0.05），而富碳土壤的CME在表层和深层分别增加47.7%和3.8%（图2；p > 0.05）。在表层土壤中，富碳土壤的ΔCME显著高于贫碳土壤（图2；p < 0.05）。
在表层土壤中，造林和初始碳含量对Q10具有显著的交互作用，造林效应随着随初始SOC水平发生变化：在贫碳土壤中，Q10降低的幅度更大，而在富碳土壤中的响应较弱。具体而言，在贫碳土壤中，造林使表层土壤SOM分解的Q10降低了13.2%（图3a，p < 0.05），并使深层土壤的Q10降低了15.0%（图3b，p > 0.05）。相比之下，在富碳土壤中，造林使表层土壤Q10增加了8.3%，并使深层土壤Q10降低了3.3%，但二者均不显著（图3；p > 0.05）。因此，表层土壤中的ΔQ10在富碳土壤中显著高于贫碳土壤（图3c；p < 0.05）。在表层和深层土壤中，ΔQ10均随初始碳含量的增加而显著升高，表明初始碳含量较低的土壤在造林后经历了更大幅度的Q10下降（图 3d、e）。
图1 造林对（a）表层土壤、（b）深层土壤碳矿化效率（CME）以及（c）从农田到森林的相对变化（ΔCME）的影响。箱线图显示均值（黑点）、中位数（水平线）以及第 10–90 百分位数（须线）。ns，p > 0.05；*p < 0.05；**p < 0.01；***p < 0.001。
图2 造林对土壤有机质分解温度敏感性（Q10）的影响，包括（a）表层土壤和（b）深层土壤的Q10，（c）从农田到森林的相对变化（ΔQ10），以及（d）表层土壤和（e）深层土壤中ΔQ10与初始碳含量之间的关系。箱线图显示均值（黑点）、中位数（水平线）以及第10–90百分位数（须线）。ns，p > 0.05；*p < 0.05；**p < 0.01；***p < 0.001。实线表示线性回归，阴影区域表示95%置信区间。所有回归线均达到显著水平（p < 0.05）。Initial C 指对应样点农田土壤中的土壤有机碳含量。
03
研究结果
相关研究成果以“Afforestation mitigates soil carbon loss in carbon-poor soils under warming”为题发表在国际SCI期刊Applied Soil Ecology。
西北农林科技大学邓蕾课题组
原文地址：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0929139326002969
文献分享
01 文献上新！凋落物调控高寒沼泽草甸土壤冻融循环过程中碳矿化激发效应及其温度敏感性
02 文献上新！氮添加下细根来源有机质与K策略主导的微生物之间的相互作用调控了油松人工林土壤CO2释放
03 文献分享丨蚯蚓显著增强了土壤有机质分解的温度敏感性：对未来土壤碳收支的展望
04 不同放牧强度对荒漠草原土壤呼吸速率及其温度敏感性的影响
05 聚乙烯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯塑料污染对土壤呼吸和碳固存的影响
06 何念鹏、潘俊等研究人员揭示森林-农田长期转化对土壤微生物呼吸温度敏感性及空间变异的影响
07 浙江大学罗忠奎研究团队揭示青藏高原不同气候梯度下土壤碳矿化与微生物群落组成之间的解耦
08 福建师范大学黄锦学、刘源豪等研究人员揭示外源碳输入对常绿阔叶林土壤碳排放的影响
09 中科院地理所刘远团队揭示基质可用性调和不同土壤剖面SOC矿化的温度响应
END
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