在喀斯特土壤的岩石学限制条件下，以苔藓为主的生物结皮是如何促进碳封存的？

《Plant and Soil》：How do moss-dominated biocrusts drive carbon sequestration under lithological constraints in karst soils?

生物土壤结皮碳封存机制研究：以喀斯特碎屑岩与白云岩为例分析BSCs发育特征及其对SOC组分的影响，发现碎屑岩BSCs生物量更高且碳增幅达白云岩2倍，>2mm有机质颗粒比例显著提升，酚酸-C和芳香族-C组分增长明显，岩石类型与BSCs协同作用驱动碳封存（λ=0.851）。

　　

摘要

背景与目的

生物土壤结皮（BSCs）是脆弱生态系统中土壤有机碳（SOC）库的重要贡献者，然而它们在岩石类型复杂的喀斯特地区如何促进碳封存仍不清楚。

方法

本研究调查了中国西南部喀斯特地区以苔藓为主的生物结皮及其下层土壤，这些土壤来源于白云岩和碎屑岩，分析了不同覆盖程度下SOC及其各组分的分布特征和内部机制。

结果

研究结果表明：（1）岩石类型显著影响苔藓生物结皮的形成，碎屑岩形成的生物结皮厚度和生物量均大于白云岩形成的生物结皮。（2）白云岩中的SOC及其各组分的含量和储量更高；而碎屑岩对生物结皮覆盖率的增加更为敏感，在高覆盖率（80–100%）下，总有机碳（TOC）含量的增加幅度是白云岩的2.00倍，储量增加幅度是2.11倍。（3）生物结皮的发展增加了大于2毫米的土壤团聚体对TOC及其各组分的贡献。两种岩石类型中多糖-C的含量均占主导地位，高覆盖率下的生物结皮显著增加了酚类-C和芳香族-C的含量。（4）岩石类型直接调节SOC的功能基团和组分含量，而生物结皮显著改善了土壤颗粒组成，并显著提高了TOC及其各组分，从而直接且正向地影响了TOC（λ = 0.851，P < 0.01）。

结论

SOC的封存受到岩石类型和生物结皮协同作用的影响。在岩石类型限制的条件下，生物结皮直接有助于碳组分的积累和土壤结构的改善，为喀斯特生态系统中的碳汇形成提供了关键途径。