近日,水保学院青年教师王平教授、冯天骄副教授团队在黄土高原长期植被恢复下土壤活性与稳定性有机碳库权衡机制研究领域取得新进展,相关成果以“Multivariate proxy-based analysis of the trade-off between active and stable soil organic carbon pools in typical planted and natural forests on the eastern Loess Plateau”为题,发表于农林科学领域权威期刊Soil & Tillage Research。
黄土高原作为生态脆弱区,长期水土流失与植被退化导致土壤碳库严重受损。大规模植被恢复工程虽显著提升生态系统固碳能力,但在30 年以上长期恢复过程中,土壤活性碳库与稳定性碳库的动态权衡关系、调控机制仍不明确,制约着区域碳库稳定性评估与森林精准经营。
针对上述问题,冯天骄副教授以吉县蔡家川流域为研究区,选取油松、侧柏、刺槐三种典型人工林与天然次生林为对象,系统测定0-200 cm剖面13种土壤碳组分、植被特征与土壤理化性质,基于多变量代理法与偏最小二乘路径模型,定量解析不同林分土壤活性碳库与稳定性碳库的权衡规律及其驱动路径。
研究发现,植被恢复导致土壤有机碳含量升高、活性碳库占比主导增强的权衡趋势,提示长期恢复存在碳库活性提升,但稳定性下降的潜在风险。同时,植被特征直接影响稳定性碳库,并通过土壤理化性质间接调控活性碳库,解析了植被恢复过程中固碳功能调控的核心因子。

图1 黄土高原典型植被恢复模式下土壤活性有机碳与稳定有机碳的权衡关系
该研究系统揭示了黄土高原东部长期植被恢复下土壤碳库活性—稳定性权衡机制,明确了人工林与天然林在碳库动态上的差异,为区域森林碳汇经营和生态修复效益评估提供了理论支撑与方法参考,并对全球相似生态脆弱区土壤碳管理具有重要借鉴意义。

图2典型植被恢复过程对土壤有机碳活性与稳定性的调控机制及其关键影响因子
水保学院冯天骄副教授为论文第一作者,王平教授与美国印第安纳大学与普渡大学印第安纳波里斯联合分校王立新教授为共同通讯作者。
研究工作得到了国家自然科学基金(42371114)和中央高校基本科研业务费专项(QNTD202508)资助,并得到吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站大力支持。