全球最大人工林土壤功能碳组分储碳潜力研究：气候变暖与干旱加剧天然林转人工林的碳损失机制

本研究通过整合中国501个人工林和564个天然林样点数据，首次量化了矿质结合有机碳(MAOC)和颗粒有机碳(POC)在森林转化过程中的动态变化。研究发现气候变暖与干旱使人工林表层土壤(0-20 cm)MAOC和POC损失分别达天然林的2.3和2.5倍，随机森林模型(R2=0.75-0.77)揭示人工林存在2.17(1.87-2.52)Pg C的土壤碳赤字，提出近自然管理等策略可实现14.61-29.79 Pg C的储碳潜力。

　　

气候变暖与干旱加剧人工林碳损失

研究团队通过全国248个实地采样点和817个文献数据点，揭示人工林表层土壤MAOC和POC浓度仅为天然林的43%和40%。线性混合效应模型显示，年均温度(MAT)每升高1°C，人工林MAOC损失比天然林多17%，干旱指数(AI)降低则使POC损失加剧23%。这种差异源于人工林较低的植物多样性（减少38%微生物碳利用效率）和矿物保护能力（铁氧化物含量降低29%）。

土壤碳库赤字与修复潜力

随机森林模型将气候、土壤属性等9个因子纳入预测，绘制出中国首张1 km分辨率MAOC/POC分布图。数据显示人工林存在1.06(0.88-1.26)Pg MAOC和1.10(0.91-1.31)Pg POC赤字，相当于中国陆地年碳汇量的10倍。Meta分析表明，实施超过15年的近自然管理可使土壤碳提升43%，其中混交林改造效果最佳（碳积累速率提高1.8倍）。

分级目标推动碳中和

研究创新性提出土壤碳增汇三级目标：基础目标（60%分位数）需封存14.61 Pg C，相当于当前森林碳储量的17%；进阶目标（80%分位数）要求22.36 Pg C，需在东北等高碳潜力区实施矿物-有机质耦合技术；理想目标（90%分位数）29.79 Pg C，接近法国"千分之四"倡议40年的累计目标。值得注意的是，寒冷地区每降低1°C可增加MAOC潜力0.8 Pg C，但变暖趋势可能削弱该潜力达34%。

技术局限与未来方向

当前研究存在四大局限：亚表层(>20 cm)数据仅覆盖12%样点；树种组成影响未量化；历史土地利用遗留效应可能造成28%评估偏差；空间代时间方法在干旱区的适用性存疑。未来需结合¹³C同位素示踪和微生物组技术，重点解析人工林-天然林转化过程中碳分子多样性与矿物结合的微观机制。

这项研究为全球最大人工林国家的土壤碳管理提供了量化框架，其建立的MAOC/POC基准数据库，将直接支持《巴黎协定》下国家自主贡献(NDC)的碳汇目标制定。特别是提出的"气候-管理"双因素潜力评估模型，可推广至全球2.7亿公顷人工林的可持续经营实践。