新疆生地所研究揭示中亚干旱区草地土壤矿物结合有机碳与颗粒有机碳的差异化调控机制

背景：在全球气候变化与陆地碳循环反馈研究的背景下，干旱区土壤碳库的稳定性及其对气候变化的响应机制成为关键科学问题。中亚草原作为全球最大的连续温带草原带，其土壤碳库动态平衡影响区域生态安全与全球碳收支，但土壤有机碳中矿物结合有机碳与颗粒有机碳两大关键功能组分在多尺度环境梯度下的响应规律与调控机制缺乏系统认识。研究目的：中国科学院新疆生态与地理研究所研究团队依托覆盖中亚草原区355个草地样点的系统采样数据，集成可解释机器学习与广义加性模型，定量解析矿物结合有机碳与颗粒有机碳的主导驱动因子并识别其环境响应的关键临界点。结论：研究显示，在干旱区土壤碳库中，矿物结合机制起主导作用，矿物结合有机碳含量显著高于颗粒有机碳；净初级生产力是两者积累的共同关键驱动因素，但作用路径存在差异，颗粒有机碳积累直接依赖植物残体输入，而矿物结合有机碳形成受微生物转化与矿物界面稳定过程调控，对土壤pH和质地更敏感；研究阐明了干旱区土壤不同碳组分的多尺度调控机制，为地球系统模型中碳循环过程的精确模拟提供了关键参数，并为制定差异化草地碳管理策略提供了科学依据。