在國家自然科學基金項目 (批準號：T2421005、T2261129474) 等資助下，北京師范大學夏星輝教授團隊在增溫對不同土壤有機碳組分的影響研究方面取得進展。相關成果以“短期變暖有助于農業荒地中礦物結合態有機碳積累 (Short-term warming supports mineral-associated carbon accrual in abandoned croplands)”為題，于2025年1月2日在線發表于《自然·通訊》(Nature Communications) 上。論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-55765-y。
土壤有機碳 (SOC) 是陸地最大的碳庫，對減緩氣候變化和增強土壤肥力具有至關重要的作用。SOC可以物理分級為顆粒態有機碳 (POC) 和礦物結合態有機碳 (MAOC)，然而目前有關增溫對POC、MAOC影響的研究十分有限。此外，POC和MAOC因來源、組成和穩定性的差異導致了兩者溫度敏感性 (Q10) 不同，以往研究普遍發現POC的Q10高于MAOC，然而，尚不清楚增溫對POC和MAOC Q10的影響。
研究團隊以中國農業荒地為研究對象，通過在中國不同氣候帶12個點位 (緯度22.33~46.58°N、年均溫-0.9~22.3°C、年均降水量330~2272 mm) 開展為期3年的原位模擬增溫實驗，利用SOC物理分級和室內變溫培養技術，揭示了增溫對POC、MAOC含量和Q10的影響。研究發現，增溫后POC平均含量基本保持不變，而MAOC平均含量顯著增加。POC和MAOC含量的變化分別受地下生物量和微生物殘體碳的調控。此外，增溫后POC的Q10略微增加而MAOC的Q10幾乎不變，底物質量和礦物保護的變化分別是影響POC和MAOC Q10變化的主要因素。無論增溫與否，MAOC的Q10都顯著低于POC，表明MAOC是SOC中更穩定的碳組分。
該研究揭示了短期增溫有利于提高農業荒地穩定碳的封存，為“氣候-智慧型農業”的開展提供理論依據，同時深化了對土壤碳-氣候反饋的理解。
圖 氣候變暖對不同土壤有機碳組分的影響