土壤颗粒有机碳和矿质结合有机碳对气候变化响应的Meta分析

摘要

[目的]探究气候变化与土壤固碳能力的关系，揭示气温、二氧化碳（CO₂）浓度和降水增减对土壤有机碳及其组分碳库的影响，为全球气候变化背景下土壤碳汇能力的提高提供理论依据。[方法]采用Meta分析方法，共筛选44篇相关文献，收集281个样本数据，利用颗粒有机碳（particulate organic carbon, POC）和矿质结合态有机碳（mineral associated organic carbon, MAOC）表征土壤活性与惰性有机碳组分，分析气候变化对土壤碳储量及其稳定性的影响。[结果]（1）大气CO₂浓度与土壤POC和MAOC含量呈显著负相关（p<0.05）;气温升高使土壤POC含量降低，而土壤MAOC含量略有升高，POC对气温变化更为敏感；土壤POC与降水量增加呈正相关，与降水量减少呈负相关，而土壤MAOC含量则与之相反。（2）气温，CO₂浓度增加和降水量减少会伴随土壤总有机碳含量降低，而降水量增加则会导致总土壤有机碳含量增加。（3）土层深度和地类对土壤有机碳及组分对气候变化因子的响应有重要影响。[结论]不同气候因子对土壤有机碳及其组分含量的影响存在明显差异，其变化会降低土壤有机碳库储量或其稳定性，削弱土壤固碳能力。

关键词

土壤有机碳 / 颗粒有机碳 / 矿物结合态有机碳 / CO₂浓度升高 / 全球变暖 / 降水量变化

基金资助

国家自然科学基金项目“棕壤坡面颗粒有机碳流失对团聚体破碎的响应”(41907055);; 山东省自然科学基金资助项目“侵蚀—输移—沉积作用下土壤有机碳变化机制与模拟”(ZR2023MD015);; 水利部长江中下游河湖治理与防洪重点实验室开放研究基金资助项目“侵蚀—输移—沉积作用下土壤有机碳动态变化机制与模拟”(CKWV20231162/KY)