我校林学院王传宽教授团队周正虎教授在Nature Communications上发表了题为“Global turnover of soil mineral-associated and particulate organic carbon”的研究论文，该研究首次构建了土壤矿物结合有机碳和颗粒有机碳储量和周转的全球图谱，并研发了包含两种功能组分的土壤碳循环新模型，为提升土壤有机碳储量，助力“碳中和”提供重要科学依据。
土壤有机碳是陆地生态系统最大的碳库，其碳汇潜力可以贡献自然气候解决方案的四分之一。土壤有机碳的持久性影响土壤碳库大小和生态系统功能，主要受分解者与有机碳间的物理隔离（矿物保护）调控。将土壤有机碳的矿物保护机制整合进入地球系统模型可有效的改善模型结构、提高模型精度。
本研究首先使用机器学习方法绘制了土壤不同深度（0–20、20–40、40–60、60–80、80–100 cm）矿物结合有机碳和颗粒有机碳的全球分布图谱。发现土壤矿物结合有机碳和颗粒有机碳的全球储量分别为975 Pg C和330 Pg C（图1）。该全球分布图谱为碳循环研究领域提供关键的数据产品，可以有效推动土壤碳循环模型的发展。
图1土壤矿物结合有机碳和颗粒有机碳的全球分布格局
本研究开发了包含矿物结合有机碳和颗粒有机碳垂直转运的土壤碳循环新模型，并利用数据-模型融合技术反演了矿物结合有机碳和颗粒有机碳的周转时间。结果发现，全球土壤矿物结合有机碳和颗粒有机碳的平均周转时间分别为129年和23年。气候变暖对深层土壤矿物结合有机碳和颗粒有机碳分解的促进作用要大于表层土壤。总之，本研究首次构建的矿物结合有机碳和颗粒有机碳储量和周转的全球图谱，为地球系统模型诊断土壤有机碳-气候变化反馈提供了基准。
图2土壤矿物结合有机碳和颗粒有机碳动态模型与周转时间
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-49743-7
