Catena | 顽固性有机碳在黄土高原长期植被演替过程中主导了土壤碳固存

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科研进展

由于其稀疏的植被和较低的土壤有机碳含量，黄土高原是碳固存潜力最高的地区之一。退耕还林（草）是黄土高原恢复生态环境、提高固碳能力最常用的方法。然而，长期植被恢复过程中有机碳库各组分的动态变化及其驱动因素仍不明确。阐明有机碳组分的作用有助于更好地理解有机碳库的动态机制。为进一步提高黄土高原固碳效益，研究基于黄土高原地区典型的160年自然演替序列，选择8个完整的植被演替阶段为研究对象，以期阐明长期植被恢复下有机碳库的稳定机制。

结果表明: (1)长期自然演替通过降低活性有机碳库比例，进而增加了土壤有机碳 （SOC） 的稳定性，改善了土壤质量；(2) 长期植被演替显著提升了CPI%， A%，AI% 和CMPI%等碳库管理指数及有机碳储量 (36%-61%); (3)土壤和植物特性可以很好地解释0-40 cm土层的SOC及其组分的变化，表土和底土中的SOC及其组分变化分别由全氮含量 (TN) 及地下生物量 (BGB) 控制；(4) 结构方程模型表明SOC及其组分受到演替年限、BGB、TN、矿物结合态有机碳 (MAOC)和顽固性有机碳 (ROC) 等直接或间接影响驱动，ROC直接影响表土和底土中SOC的积累, ROC是反映SOC积累的最佳碳组分。该研究对长期植被演替过程中有机碳库的响应模式及驱动机制进行了系统和全面的研究，并对进一步指导生态系统恢复和提升土壤固碳效益具有重要意义。

图1.研究区概况

图2. 土壤有机碳影响因素的路径分析

图3. 长期植被演替下土壤有机碳的驱动因素概念模型

相关成果以“Recalcitrant organic carbon plays a key role in soil carbon sequestration along a long-term vegetation succession on the Loess Plateau”为题发表在国际土壤科学领域著名期刊Catena上，黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室石经玮博士为论文第一作者，邓蕾研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金等项目的支持。

原文链接 ↓

https://doi.org/10.1016/j.catena.2023.107528

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