全球变暖对土壤碳库影响的三重阈值机制：温度-时长-深度的临界调控

《Ecosystems》：Critical Thresholds of Warming Magnitude, Duration, and Soil Depth Control Soil Carbon Vulnerability

本研究针对全球变暖背景下土壤碳库响应机制不明确的问题，通过整合全球117项实验数据开展meta分析，首次揭示了土壤有机碳（SOC）和微生物生物量碳（SMBC）对变暖响应的三重阈值规律：当变暖幅度＞2°C、持续时间＞3年且作用于≤20cm表层土壤时，SOC和SMBC分别显著下降12.2%和13.0%；而在深层土壤（＞20cm）中则呈现增加趋势。该发现为精准预测碳-气候反馈提供了关键理论依据。

　　

作为陆地生态系统中最大的碳储存库，土壤碳（Soil Carbon）对缓解全球气候变化具有关键作用。尽管全球气温持续攀升，但变暖对土壤碳多维度的影响仍存在不确定性。这项研究基于117项全球实验数据，采用meta分析方法，系统探究了变暖对土壤有机碳（SOC）和土壤微生物生物量碳（SMBC）的影响。

分析结果揭示了控制土壤碳脆弱性的关键阈值：变暖会使SOC含量和储量分别降低12.2%和13.0%，但这种现象仅在变暖幅度超过2°C阈值且持续时间长于3年时才会发生。同样地，虽然变暖通常会导致SMBC（活性碳组分）减少，但其负面效应也受相同的温度和时长阈值约束。此外，土壤深度阈值进一步调节响应模式：在表层土壤（≤20cm深度阈值）中变暖降低SOC和SMBC，而在深层土壤（＞20cm）中反而增加。值得注意的是，SMBC/SOC比值在所有条件下均呈现上升趋势，暗示在这些阈值边界内SOC组成发生了改变。

特别重要的是，变暖对土壤碳的影响不受生态系统类型或背景气候的干扰，表明全球土壤碳对变暖的响应具有一致性。本研究首次确立了控制土壤碳对变暖敏感性的三重阈值（幅度-时长-深度）机制，这对预测变暖世界中的碳-气候反馈至关重要。