在中国黄土高原上，草原对土壤碳封存潜力的贡献大于废弃土地或人工造林的土地。这一结论来自实验室培养实验的结果

《Pedosphere》：Grasslands contribute more to soil carbon sequestration potential than abandoned or afforested lands on the Chinese Loess Plateau: Evidence from laboratory incubation

　　

洪书燕|曹建军|Jan F. ADAMOWSKIF|Asim BISWASE|李雨梅|方文|王玉瑶

摘要

由于土地利用变化导致的土壤有机碳（SOC）周转量，可以决定土壤在全球碳循环中作为碳源或碳汇的作用。然而，将中国黄土高原上的天然草地转化为耕地（近年来部分耕地被废弃）或林地后，这种变化对SOC矿化过程的影响仍不明确。本研究旨在测量三种土地利用类型下（0-0.15米和0.15-0.30米两个土层）的SOC矿化速率，并探讨其机制。所有土地利用类型都表现出“初期快速下降后趋于稳定”的动态模式。林地的潜在SOC矿化速率和累积矿化量最高，0-0.15米土层的矿化速率是废弃耕地的1.6倍。然而，在经过SOC标准化处理后，废弃耕地的SOC矿化潜力在两个土层中均最高，且一级动力学速率常数（k）也最大，表明其SOC库主要由稳定性低、碳损失风险高的易分解组分构成。在废弃耕地和林地中，SOC矿化速率随土壤深度增加而显著降低，而在草地中则未观察到这种下降趋势，这凸显了深层碳库的较高稳定性。结构方程模型分析显示，植被、土壤性质、微生物群落以及碳循环相关功能基因共同解释了累积SOC矿化潜力变化的51%，其中微生物多样性是最直接的驱动因素（路径系数=0.60）。相关性分析表明，累积SOC矿化潜力与SOC和过氧化物酶含量呈显著正相关，而与SimpsonEven指数和xynA含量呈显著负相关。这些研究结果证实，保护天然草地是该研究区域内实现长期稳定碳封存的更可持续策略。