在半干旱的初成土中，草根凋落物和土壤碳质量对易变碳库和难降解碳库的Q10（碳转化速率常数）具有相反的控制作用

《Plant and Soil》：Grass root litter and soil carbon quality contrarily control Q10 of labile and recalcitrant carbon pools in a semi-arid inceptisol

土壤有机碳（SOC）分解的温度敏感性及其与碳库质量的关系研究。采用六个半干旱印度草本植物（Cenchrus ciliaris等）的土壤样本，通过两池衰减模型和FTIR光谱分析，发现微团聚体-C的Q10L（22-64%）和Q10R（22-24%）显著高于其他碳库。C.ciliaris、H.contortus和S.nervosa的Q值较低，表明其更强的碳储存能力。Q10L与凋落物碳质量（r=-0.641~0.633）和表层土壤可分解碳浓度（r>0.637）相关，Q10R与深层土壤不可分解碳浓度（r>0.721）和SOC质量相关。研究建议将碳库质量纳入生物地球化学模型以提高SOC动态预测精度。

　　

摘要

目的

土壤有机碳（SOC）分解过程中易分解（Q_10L）和难分解（Q_10R）部分的温度敏感性对于预测土壤碳（C）通量至关重要。

方法

研究了印度半干旱地区六种草类植被（即 Cenchrus ciliaris、Chrysopogon fulvus、Panicum maximum、Sehima nervosa、Heteropogon contortus 和 Vetiveria zizanioides）下的土壤，测量了其整体土壤、大团聚体、小团聚体以及粉砂+粘土中SOC的Q_10L和Q_10R值。将不同深度（0–20厘米和21–40厘米）的土壤样本在25°C、32°C和37°C下培养100天，然后测定累积碳矿化量。使用双库分解模型计算Q_10L和Q_10R值，并通过FTIR光谱技术评估根系凋落物中的碳和SOC的质量。

结果

小团聚体中碳的Q_10L和Q_10R值（分别为22–64%和22–24%）显著高于大团聚体及粉砂+粘土中的碳。在所研究的草类中，Cenchrus ciliaris、Heteropogon contortus 和 Sehima nervosa 的Q_10L和Q_10R值较低（比其他草类低6–35%），这表明它们在全球变暖背景下具有较好的SOC储存能力。表土层中的Q_10L与根系凋落物中的碳质量呈负相关（r = -0.641至0.633），而在亚表层土壤中，Q_10L受易分解碳浓度的影响（r > 0.637）。Q_10R与两种土壤层中难分解碳的浓度（r > 0.721）及SOC的质量呈正相关，说明难分解SOC的质量和可用性在调控恢复土地中的Q_10R过程中起着关键作用。

结论

应将土壤碳和凋落物中碳的质量纳入生物地球化学模型中，以便更好地预测全球变暖和土地利用变化背景下管理生态系统中的SOC动态。