作物生理与农田生态团队土壤有机碳激发效应研究取得新进展

近日，农学院作物生理与农田生态团队温晓霞教授课题组在有机物料添加改变土壤本底有机碳矿化速率的全球格局、强度和环境驱动因子方面取得新进展，研究成果在权威杂志《生态学》（Ecology）发表。团队青年教授莫非为论文的第一作者，温晓霞教授为论文唯一通讯作者。

土壤有机碳矿化导致的二氧化碳向大气的排放是陆地碳循环过程的重要组成部分。土壤有机碳矿化速率的微小改变能够显著影响土壤总的碳库大小和大气二氧化碳浓度，最终影响碳循环—气候耦合系统的动态变化。无论是在农田生态系统，还是非农田生态系统，有机物料向土壤的归还在增加土壤固碳潜力的同时，能够显著改变土壤本底有机碳的矿化速率，这种有机碳矿化速率改变的现象被称为激发效应。

激发效应的研究可追溯到上世纪20年代，尽管过去大量的研究已经证实了激发效应对土壤固碳能力的影响以及对研究土壤碳动态平衡的重要意义，但是目前科学界对有机物料添加引起激发效应的全球格局、强度和环境驱动因子的定量理解仍非常有限。

本研究通过分析来自全球802个土壤样品对有机物料添加的激发效应响应，首次在全球尺度量化了土壤有机碳激发效应的强度、方向及环境驱动在农田和非农田生态系统中的差异表现。结果表明：有机物料添加显著增加土壤有机碳矿化来源的二氧化碳释放，但是农田土壤表现出更高的排放潜力，尤其是旱作农田；有机物料的基本属性（如碳氮比、还田量等）和农田土壤质地是决定激发效应强度的主导因素。

尽管控制土壤激发效应的环境因子在农田和非农田生态系统中存在显著差异，但激发效应发生的普遍性特征对理解全球变化导致的有机质质量和数量改变带来的全球碳循环和气候反馈的影响具有重要的理论意义，对“双碳”背景下针对土壤固碳潜力提升的有机物料科学管理实践具有一定的指导价值。

原文链接：https://esajournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ecy.3790.

图1 研究点分布和激发效应大小，以及不同生态系统之间的激发效应大小差异

图2 全球激发效应强度和重要环境驱动因子在不同生态系统之间的差异

编辑：靳军

终审：赵静