论文标题：Unlocking the potential of whole-profile carbon sequestration in agricultural soils

期刊：Frontiers of Earth Science

作者：Zhongkui LUO, Mingming WANG, Guocheng WANG

发表时间：31 Jul 2025

DOI：10.1007/s11707-025-1168-8

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原文标题

Unlocking the potential of whole-profile carbon sequestration in agricultural soils

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作者

Zhongkui LUO, Mingming WANG, Guocheng WANG

文章概览

农田土壤具有巨大的固碳潜力，实现该潜力不仅有助于缓解气候变化，而且能改善土壤健康，从而保障农田可持续利用和粮食生产。亚表层土壤一方面碳含量较低，另外有机碳周转速率慢，为农田长期固碳增汇提供了契机。现有数据和研究表明：亚表层碳含量偏低主要归因于深层碳输入相对较少，而碳周转速率慢则主要受以下两方面因素调控：1）深层微生物分解过程受到更强的物理化学限制；2）深层高质量、高能量的有机底物缺乏。这些特性为提升全剖面碳固存提供了两条基本途径：增加深层土壤的碳输入，或降低碳的分解速率。要实现土壤固碳增汇这一目标，必须深入理解碳输入和环境条件在整个剖面上的垂直分布规律及其机制，尤其需要关注有机底物的性质（如化学组成、化学计量等）以及垂直环境梯度（如水热变化、氧化还原条件）如何影响微生物对有机碳利用策略和速率。填补这些知识空白，将有助于开发因地制宜、分土层的管理措施，最大限度地提升全剖面土壤有机碳的稳定性与持久性，从而保障农业可持续生产和助力气候变化应对。

图1 土壤剖面碳输入和周转时间垂直分布规律。(a) 根系生物量、地下净初级生产力（BNPP）和土壤有机碳（SOC）储量的垂直分布比例。根系生物量与BNPP数据引自Xiao等（2023b）；SOC垂直分布数据源自WoSIS土壤剖面数据库（Batjes等, 2020）。 (b) SOC周转时间的垂直分布。数据详见Wang等（2024）。黑色圆环标记的实心圆点表示各标准土层深度的平均周转时间。注：横坐标为对数尺度。(c) SOC储量与BNPP的关系。图中黑色实线为回归拟合线，R²为决定系数。