在国家自然科学基金项目 (批准号：T2421005、T2261129474) 等资助下，北京师范大学夏星辉教授团队在增温对不同土壤有机碳组分的影响研究方面取得进展。相关成果以“短期变暖有助于农业荒地中矿物结合态有机碳积累 (Short-term warming supports mineral-associated carbon accrual in abandoned croplands)”为题，于2025年1月2日在线发表于《自然·通讯》(Nature Communications) 上。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-55765-y。
土壤有机碳 (SOC) 是陆地最大的碳库，对减缓气候变化和增强土壤肥力具有至关重要的作用。SOC可以物理分级为颗粒态有机碳 (POC) 和矿物结合态有机碳 (MAOC)，然而目前有关增温对POC、MAOC影响的研究十分有限。此外，POC和MAOC因来源、组成和稳定性的差异导致了两者温度敏感性 (Q10) 不同，以往研究普遍发现POC的Q10高于MAOC，然而，尚不清楚增温对POC和MAOC Q10的影响。
研究团队以中国农业荒地为研究对象，通过在中国不同气候带12个点位 (纬度22.33~46.58°N、年均温-0.9~22.3°C、年均降水量330~2272 mm) 开展为期3年的原位模拟增温实验，利用SOC物理分级和室内变温培养技术，揭示了增温对POC、MAOC含量和Q10的影响。研究发现，增温后POC平均含量基本保持不变，而MAOC平均含量显著增加。POC和MAOC含量的变化分别受地下生物量和微生物残体碳的调控。此外，增温后POC的Q10略微增加而MAOC的Q10几乎不变，底物质量和矿物保护的变化分别是影响POC和MAOC Q10变化的主要因素。无论增温与否，MAOC的Q10都显著低于POC，表明MAOC是SOC中更稳定的碳组分。
该研究揭示了短期增温有利于提高农业荒地稳定碳的封存，为“气候-智慧型农业”的开展提供理论依据，同时深化了对土壤碳-气候反馈的理解。
图 气候变暖对不同土壤有机碳组分的影响