土壤有機(jī)碳（SOC）是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大碳庫，SOC的保存和積累是維持糧食生產(chǎn)和應(yīng)對氣候變化危機(jī)的關(guān)鍵。土壤碳在空間和時間尺度上的定量變化研究被認(rèn)為是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳收支和全球碳循環(huán)研究中最具挑戰(zhàn)性的問題。

中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所農(nóng)田生態(tài)中心研究人員依托中國科學(xué)院桃源農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗站不同土地利用方式長期定位試驗（1995年-），研究發(fā)現(xiàn)24年土地利用/覆被變化（LUCC）過程中，早期（農(nóng)田<15年，自然恢復(fù)<10年）活性有機(jī)碳（LOC）顯著下降，而穩(wěn)定性有機(jī)碳（SSOC）顯著增加，SOC整體變化不大；隨后SOC、LOC和SSOC均呈現(xiàn)增長趨勢，SSOC對SOC的增長起主導(dǎo)作用。自然恢復(fù)和農(nóng)田土壤微生物殘體碳對SOC的貢獻(xiàn)比例較大，但兩種土地利用方式下差異不顯著。與農(nóng)田相比，自然恢復(fù)土壤中較高的SOC含量歸因于植物來源碳對SOC的貢獻(xiàn)。優(yōu)勢菌群和土壤氮含量是調(diào)節(jié)農(nóng)田和自然恢復(fù)土壤微生物源和植物源碳的主要生物和非生物因子。本研究在同一田塊尺度揭示SOC時間變化規(guī)律及微生物調(diào)控機(jī)制，強(qiáng)調(diào)了植物和微生物來源碳對長期SOC固持的協(xié)同作用，提升了對亞熱帶紅壤碳循環(huán)特征的認(rèn)識，并為全球基于自然的氣候解決方案提供科學(xué)依據(jù)。

該項研究近期以題為Differential contribution of microbial and plant-derived organic matter to soil organic carbon sequestration over two decades of natural revegetation and cropping發(fā)表在土壤學(xué)領(lǐng)域一區(qū)期刊Science of the Total Environment上。該研究得到了國家生態(tài)科學(xué)數(shù)據(jù)中心和國家重點研發(fā)等項目的共同資助。

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農(nóng)田和自然恢復(fù)土壤有機(jī)碳時間演替及來源分析概念圖