《Trees, Forests and People》：Stand Age and Soil Drivers Mediate the Transition from particulate organic carbon to mineral-associated organic carbon and Regulate carbon pool management index in
Haloxylon ammodendron Sand-Fixing Forests
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本研究针对全球气候变化与土地荒漠化背景下干旱区生态系统碳汇功能评估的需求，以巴丹吉林沙漠南缘5–40年人工梭梭固沙林为对象，通过空间替代时间法探究了土壤碳组分演变规律。研究发现，随林龄增加，土壤总碳库、无机碳(SIC)、有机碳(SOC)及活性碳组分(DOC、EOC、MAOC)均显著提升，碳库管理指数(CPMI)同步优化，表明梭梭林通过促进颗粒有机碳(POC)向矿物结合态有机碳(MAOC)转化，增强了干旱沙地土壤碳汇功能与稳定性。该研究为全球干旱区生态修复的碳汇潜力评估提供了理论支撑。
在全球气候变化与土地荒漠化双重挑战加剧的背景下，干旱区生态系统的碳汇功能已成为缓解环境压力的关键“缓冲带”。干旱区约占地球陆地面积的45%，其碳汇能力的稳定性直接关系到全球碳循环平衡。土壤作为陆地生态系统中最大的碳库之一，在干旱沙漠生态系统中表现出以土壤碳为主导的独特储存特征，尤其是富含碳酸盐的沙质土壤中，土壤无机碳(SIC)成为碳库的主要稳定组成部分。然而，现有研究多聚焦于表层土壤有机碳(SOC)储量，对深层土壤碳库动态及人工林对土壤无机碳的影响认知不足，制约了对干旱区碳汇功能的准确评估。
为解决上述问题，发表于《Trees, Forests and People》的研究以巴丹吉林沙漠南缘的人工梭梭固沙林为研究对象，采用空间替代时间法，选取5、10、20、30、40年林龄的梭梭林及流动沙丘对照样地，系统分析了0–100厘米土层土壤碳组分（包括总碳STC、无机碳SIC、有机碳SOC、溶解性有机碳DOC、易氧化碳EOC、颗粒有机碳POC、矿物结合态有机碳MAOC）及碳库管理指数(CPMI)的动态变化。研究通过野外植被调查与土壤采样相结合，利用化学分析（如重铬酸钾氧化滴定法测定SOC、元素分析仪测定全量碳氮）和物理分组法（如湿筛法分离POC与MAOC）对碳组分进行量化，并采用结构方程模型解析植被特征、土壤养分和理化性质对碳库的调控路径。
3.1. 梭梭固沙林土壤养分与基础理化性质差异
研究发现，随林龄增加，土壤氮、磷、钾组分含量显著上升，pH值和容重(BD)降低，黏粒(SCP)和粉粒(SSP)比例增加，土壤孔隙度(SP)提升。这表明梭梭林通过改善土壤结构促进了养分积累。
3.2. 梭梭固沙林土壤碳组分的时空特征
除POC外，所有碳组分含量均随林龄增加而显著增长。在0–100厘米土层，SOC和POC在5年林龄时最低，而表层土壤（0–5厘米、5–20厘米）的SOC储量在10年林龄时最低。随林龄增长，SOC组成从POC主导转向MAOC富集，表层以活性碳为主，深层稳定碳比例升高。
3.3. 梭梭固沙林SOC组分比例时空变化
DOC/SOC、EOC/SOC和MAOC/SOC比例随林龄增加，POC/SOC比例下降。40年林龄时，MAOC/SOC比例达56.42%，较流动沙丘提高75.5%，表明碳库稳定性增强。
3.4. 不同林龄梭梭固沙林土壤碳储量与CPMI特征
土壤总碳储量(STCS)、无机碳储量(SICS)和有机碳储量(SOCS)均随林龄增加，CPMI在40年林龄时较对照提升5.84倍，表层土壤（0–5厘米）CPMI增幅达11.84倍，说明碳库质量与稳定性同步优化。
3.5. 土壤碳库与CPMI影响因素
相关性分析显示，碳组分与土壤养分（氮、磷、钾）、黏粉粒含量、植被覆盖度显著正相关，与pH和容重负相关。结构方程模型表明，土壤养分和植被特征通过调控活性碳组分间接影响CPMI，而土壤理化性质（如孔隙度）直接促进碳稳定性。
研究结论表明，梭梭固沙林通过植被恢复、土壤养分富集和理化性质优化，驱动了土壤碳库从活性向稳定形态转化，显著提升了碳汇能力与碳库管理效率。深层土壤（如80–100厘米）中MAOC比例的增加揭示了梭梭林对长期碳封存的贡献。该研究明确了林龄与土壤因子的协同调控机制，为干旱区沙地生态系统的碳汇管理提供了科学依据，强调应重视成熟林分的保护以最大化其碳汇潜力。研究局限性包括未涉及温度波动对碳转化的影响及微生物机制分析，未来需结合多尺度气候模型与微生物组学深入解析碳循环驱动机制。
