氮添加与降水减少对亚热带森林土壤有机碳储存的差异化调控机制

【编辑推荐】来自中国的研究团队通过6年野外控制实验，首次揭示氮(N)沉降与降水减少(Pr)对亚热带森林土壤有机碳(SOC)储存的交互影响。研究发现表层土壤(0-10 cm)中颗粒有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)主要受N添加单独调控，而深层土壤(10-30 cm)MAOC在高N(60 kg ha?1 yr?1)与强降水减少(60%)协同作用下显著增加。该研究为预测气候变化背景下森林碳汇潜力提供了关键理论依据。

　　

在亚热带森林开展的一项长达6年的双因子随机区组实验揭示，氮(N)输入与降水减少(Pr)这对"气候变化组合拳"对土壤有机碳(SOC)储存展现出精妙的层级调控。表层土壤(0-10 cm)中，颗粒有机碳(POC)像个"囤积狂"，随着N添加量增加(0-60 kg ha^?1 yr^?1)不断积累——这要归功于凋落物碳输入增加和微生物分解活动受抑制。而矿物结合态有机碳(MAOC)则像被"离子胶水"(Ca²⁺/Mg²⁺桥接)牢牢固定在矿质表面。

深层土壤(10-30 cm)则上演着更复杂的剧情：只有当高N(60 kg ha^?1 yr^?1)遇上强降水减少(60%)时，MAOC才会显著增加，这背后是细根生物量减少与革兰氏阴性菌、丛枝菌根真菌的"微生物联盟"共同导演的结果。有趣的是，POC在实验期间始终保持"淡定"，几乎不受处理影响。这些发现像一把钥匙，解开了亚热带森林土壤碳库对全球变化的响应密码，为精准预测"双碳"背景下的陆地碳汇潜力提供了科学依据。