多年冻土区储存着全球近1/3的土壤有机碳，在全球碳循环中起着关键作用。土壤有机碳主要由周转迅速、对增温敏感的颗粒有机碳（POC）和受矿物保护、稳定性强的矿物结合态有机碳（MAOC）组成。气候变暖背景下，这两类功能组分的变化趋势很大程度上决定着多年冻土区土壤碳源汇动态。因此，解析不同土壤碳组分对气候变暖的差异化响应，对于准确预测多年冻土区土壤碳-气候反馈效应至关重要。然而，目前学术界仍不清楚区域尺度上不同深度土壤碳组分的未来演变规律及其关键驱动因素。
中国科学院植物研究所杨元合研究团队基于青藏高原多年冻土区大尺度采样，结合土壤碳组分分级测定与土壤有机碳过程模型（MIMICS），解析了0—50 cm深度土壤有机碳组分的空间格局、未来演变特征及其驱动机制。研究人员发现，青藏高原多年冻土区土壤碳库以MAOC为主（占56.5%），且存在较大的矿物碳饱和亏缺（平均饱和度仅为27.2%），表明该区域土壤具备较强的固碳潜力。进一步研究发现，尽管本世纪内土壤有机碳总体表现为净碳汇，但两类碳组分呈相反的变化轨迹。具体而言，植被生产力导致的碳输入增加和土壤矿物高饱和亏缺共同导致MAOC在所有土层均持续累积；然而，高排放情景下增温引起的土壤碳分解损失超过了植被碳输入的补偿效应，导致活性最高的轻组颗粒态有机碳（L-POC）持续减少，并且这种损失最显著的区域并非表层，而是10—30 cm中间土层。上述结果不仅意味着未来冻土区在土壤总有机碳储量增加的同时，维持土壤养分循环的活性碳源将持续减少；也表明传统的“表层-深层”二分视角易忽略中间层这一活性碳损失关键区，未来冻土碳反馈评估亟需更精细的深度划分。上述发现揭示了未来气候变暖下多年冻土区土壤碳库组分的长期演变规律，为理解冻土生态系统碳源汇特征及其稳定性提供了科学依据。
相关研究成果于11月11日发表在国际学术期刊Global Change Biology。植物所博士研究生张帆和中山大学张海成副教授为论文共同第一作者，植物所陈蕾伊研究员为通讯作者。植物所杨元合研究员、白宇轩助理研究员、秦书琪副研究员和美国俄亥俄州立大学Katerina Georgiou助理教授等参与了研究。该研究得到国家自然科学基金和中国科学院青年科学家团队等项目的资助。
文章链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.71200
（植被与环境变化实验室供稿）
未来气候情境下不同土壤碳组分的差异化响应特征
