在国家层面将森林转变为茶园和农田后，颗粒有机碳及微生物残体的积累减少，导致土壤有机碳含量下降

《Agriculture, Ecosystems & Environment》：Reduction in particulate organic carbon and microbial necromass accumulation drives soil organic carbon depletion following national-scale forest conversion to tea plantations and croplands

森林转为茶园和耕地导致土壤有机碳（SOC）减少，其中耕地降幅达11.2%。研究揭示SOC减少主要与POC和MNC的下降相关，而MAOC保持稳定。土壤养分含量及养分比例是关键调控因子，提升保护性真菌坏死碳在POC中的积累可有效缓解SOC损失。

　　森林向茶园和农田的转变是全球范围内普遍发生的土地利用变化，这种变化主要由人类活动驱动，尤其是在工业和农业生产需求日益增长的背景下。这种土地利用的调整对气候的影响已被广泛研究，然而，其对土壤有机碳（SOC）积累的具体影响以及背后的机制，仍需在国家层面进行深入探讨。本文通过分析中国92个产茶县的183对土壤样本，揭示了森林转变为农田和茶园对SOC积累的影响，并探讨了相关机制。

森林作为全球碳循环的重要组成部分，在维持生态系统稳定性和减缓气候变化方面发挥着关键作用。它们不仅覆盖面积广，还具有高生物多样性和生产力，能够产生大量植物残余物，并储存大量的土壤碳。然而，随着全球对工业和农业产品需求的增加，大量森林被转换为人工管理的茶园或农田。这种转变通常伴随着长期的单一作物种植以及大量化学物质的使用，如肥料，这不仅导致土壤退化，还可能削弱植物生产力。因此，研究森林转变为茶园和农田对土壤碳积累的影响，对于理解未来气候变化下土壤碳储量的变化趋势具有重要意义。

土壤有机碳（SOC）是陆地生态系统中碳库的主要组成部分，它在支持稳定的碳生物地球化学循环、维持植物产量以及减少全球气候变化方面起着重要作用。已有大量研究表明，森林转变为其他土地利用形式会导致SOC显著减少。这一现象可能与植物残余物的输入减少以及有机质分解速率的变化有关。然而，SOC的不同功能组分，如颗粒有机碳（POC）和矿物结合有机碳（MAOC），在稳定性和分解速率方面存在差异，因此其对土地利用变化的响应也可能不同。此外，微生物衍生的碳（MNC）积累，尤其是真菌衍生的碳（FNC），在SOC的稳定过程中扮演着重要角色，但其变化机制尚不明确。

研究发现，森林转变为农田会显著降低SOC含量，降幅达11.2%。相比之下，转变为茶园的SOC损失则相对较小。这一结果表明，不同的土地利用方式对SOC的影响存在差异，而茶园可能在一定程度上缓解SOC的流失。同时，研究还发现，森林转变为农田和茶园都会减少POC的积累，但对MAOC的影响较小。这可能是因为POC更容易受到土地利用变化的影响，而MAOC由于与矿物质结合，具有更高的稳定性。此外，森林转变为农田还会显著降低土壤微生物残体碳（MNC）的积累，尤其是真菌残体碳（FNC）的降幅达到11.1%。这一现象可能与农田中微生物群落结构的变化以及土壤理化性质的改变有关。

微生物在生态系统中的碳生物地球化学循环中起着关键作用，它们不仅参与有机质的转化和稳定，还通过持续的碳转化过程影响SOC的积累。微生物残体碳（MNC）被认为是SOC稳定积累的重要组成部分，其变化可能反映了生态系统中碳储存能力的波动。研究指出，土壤微生物碳泵（MCP）的效率与MNC的积累密切相关，而土地利用方式的变化可能通过影响土壤的理化性质和植物残余物的质量与数量，进而改变微生物的生长、活动和周转。因此，理解森林转变为茶园和农田对微生物残体碳积累的影响，有助于揭示SOC变化的深层机制。

本文的研究不仅关注SOC的整体变化，还特别探讨了其不同功能组分的响应差异。研究发现，SOC的减少主要与POC和FNC的积累减少有关，而这些变化又受到土壤养分含量及其与SOC的比例的影响。这一发现强调了土壤养分在调节SOC积累中的关键作用，同时也表明，改善未受保护的真菌残体碳在POC中的积累，可能是缓解SOC流失的重要策略。通过这种机制，可以更有效地管理土地利用变化带来的碳储存问题，尤其是在全球气候变化加剧的背景下。

此外，研究还指出，现有的大多数关于土地利用变化对SOC影响的研究多集中于地方或区域尺度，这些研究虽然提供了重要的机制性见解，但其结果往往受到局部气候条件、土壤类型和管理实践的影响，难以推广至更广泛的地理范围。因此，进行国家层面的综合研究，有助于识别在不同环境梯度下普遍存在的驱动因素，从而为制定更科学的土地管理政策和气候变化缓解措施提供依据。本文的研究覆盖了中国产茶地区的广泛地理范围，旨在提供一个全面的国家尺度视角，揭示森林转变为茶园和农田对SOC积累的整体影响。

研究结果表明，森林转变为农田会导致SOC的显著减少，而转变为茶园则对SOC的损失影响较小。这一现象可能与茶园中相对较高的生物多样性和更复杂的碳转化路径有关。同时，研究还发现，土壤微生物残体碳的积累在森林转变为农田后显著下降，尤其是在真菌残体碳方面。这提示我们，在土地利用变化过程中，微生物群落的变化可能是一个关键的调节因素。为了进一步理解这一过程，有必要深入探讨不同土地利用形式对微生物群落结构和功能的影响，以及这些影响如何与SOC的变化相互关联。

本文的研究还强调了土壤养分在调节SOC积累中的重要作用。土壤养分含量的变化可能通过影响植物生长和微生物活动，进而改变SOC的形成和稳定过程。因此，在土地利用调整过程中，维持或改善土壤养分状况可能是提高SOC储量的关键策略。此外，研究还指出，改善未受保护的真菌残体碳在POC中的积累，是缓解SOC流失的重要手段。这为未来的土地管理实践提供了新的思路，即在保护和恢复森林生态系统的同时，也要关注茶园和农田中的微生物碳积累，以提高土壤碳的稳定性和储存能力。

总体而言，本文的研究为理解森林转变为茶园和农田对SOC积累的影响提供了重要的实证依据。通过分析大规模的土壤样本，研究揭示了SOC变化的主要驱动因素，包括POC和FNC的积累减少，以及土壤养分状况的变化。这些发现不仅有助于评估土地利用变化对土壤碳储量的影响，还为制定有效的土壤碳管理策略提供了科学支持。在应对全球气候变化的背景下，如何在不破坏生态系统稳定性的前提下，提高土地利用效率并保护土壤碳储量，是一个亟待解决的问题。本文的研究结果表明，通过优化土地利用方式，特别是在茶园和农田中促进微生物碳的积累，可以在一定程度上缓解SOC的流失，从而为全球碳循环的稳定做出贡献。