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为探究土壤侵蚀对土壤有机碳（SOC）和无机碳（SIC）分布的影响及尺度差异，研究人员在黄土高原多尺度研究二者在侵蚀和沉积地形的分布及驱动因素。结果表明，SIC 对侵蚀敏感，不同尺度下 SOC 和 SIC 分布各异，受多种因素影响。该研究有助于理解侵蚀景观中碳分布。
在地球的生态系统中，土壤碳库是陆地生态系统中最大的碳库，其中包含着数量可观的土壤有机碳（Soil Organic Carbon，SOC）和土壤无机碳（Soil Inorganic Carbon，SIC）。然而，全球大量土地正遭受着土壤侵蚀的威胁，这一现象极大地改变了土壤碳的分布状况。在过去的研究中，人们对侵蚀诱导的 SOC 动态给予了较多关注，但对 SIC 在侵蚀过程中的行为却了解甚少。而且，土壤碳再分布及相关的陆地 - 大气碳交换具有空间尺度依赖性，以往研究多聚焦于特定空间尺度下侵蚀诱导的碳分布，缺乏跨尺度的综合研究，导致难以全面准确地评估侵蚀景观中的碳状况。正是在这样的背景下，为了深入了解土壤侵蚀对 SOC 和 SIC 分布的影响以及二者在不同空间尺度下的差异，来自国内的研究人员开展了此项研究，其研究成果发表在《Agriculture, Ecosystems 》上。这项研究对于全面认识侵蚀景观中碳分布规律具有重要意义，能够为农业生产、生态恢复以及全球碳循环研究提供关键的理论支持。
研究人员在本研究中主要采用了多尺度调查分析技术。他们选取了黄土高原（33.73°N - 41.27°N，100.90°E - 114.55°E，200–3000 m a.s.l.）作为研究区域，该区域具有典型的大陆性季风气候，土壤类型以黄土为主。研究人员在不同空间尺度上，即地块尺度、小流域尺度和区域尺度，对侵蚀和沉积地形中 SOC 和 SIC 的剖面分布进行了调查。同时，还对植被、流域形态、气候、土壤侵蚀以及土壤理化性质等相关信息进行了收集和分析，以此来探寻不同尺度下碳分布的影响因素和作用途径。
SOC 和 SIC 在地块侵蚀和沉积地形中的分布
研究人员对神木站点的四个地块数据进行整理分析后发现，从整体上看，侵蚀地形（1.53?g?kg
?1）和沉积地形（1.62?g?kg
?1）的 SOC 含量差异并不显著（
P?>?0.05）。不过，这种分布模式与土地利用情况密切相关。在农田地块中，沉积地形的 SOC 含量（1.54?g?kg
?1）显著高于侵蚀地形（1.23?g?kg
?1）（
F = 10.77，
P?
土壤侵蚀对 SOC 和 SIC 分布的影响
研究结果表明，SIC 作为土壤中主要的碳形式之一，对土壤侵蚀的响应和 SOC 一样敏感。在小流域尺度下，对于面积较小、坡度较陡的子流域，沉积地形中的 SOC 和 SIC 含量相对较高；而对于具有相反特征的子流域，沉积沉积物中的 SIC 则出现了损耗的情况。在区域尺度上，土壤侵蚀较为强烈的地点，沉积地形中 SOC 的富集程度更大；但在侵蚀程度较轻、气候条件更为适宜的地点，侵蚀地形中的 SOC 含量反而更高。此外，年平均降水量（Mean Annual Precipitation，MAP）较高的地点，沉积沉积物中的 SIC 会出现损耗。同时，研究还发现，SOC 的变化在表层土壤中更为明显，而 SIC 的变化在深层土壤中更为突出。
进一步分析影响 SOC 和 SIC 分布差异的因素发现，ΔSOC 和 ΔSIC（Δ = 沉积 - 侵蚀）与植被生物量、流域面积、年平均温度（Mean Annual Temperature，MAT）以及 MAP 呈负相关，这意味着随着这些因素的增加，ΔSOC 和 ΔSIC 的值会减小；而 ΔSOC 和 ΔSIC 与坡度和侵蚀模数呈正相关，表明侵蚀强度的增加会使 ΔSOC 和 ΔSIC 的值增大，即侵蚀程度的加剧会增强二者在沉积和侵蚀地形中的差异。在土壤因素方面，不同尺度下的 ΔSOC 和 ΔSIC 受初始碳含量的负面影响，即初始碳含量越高，ΔSOC 和 ΔSIC 的值越小；而与 Δ 粘粒 + 粉粒含量呈正相关，说明土壤中粘粒和粉粒含量的变化对 ΔSOC 和 ΔSIC 有积极影响。
综合上述研究结果，在沉积沉积物中，SOC 和 SIC 相较于侵蚀土壤，既可能出现富集、保持不变的情况，也可能出现损耗的情况，这主要取决于空间尺度的大小。而且在每个尺度上，这种变化的幅度都受到侵蚀程度的强化。也就是说，侵蚀程度越大，SOC 和 SIC 在沉积和侵蚀地形中的分布差异就越明显。
这项研究首次在多个空间尺度上对侵蚀和沉积地形中 SOC 和 SIC 的分布模式进行了系统研究，全面揭示了其分布规律及影响因素。研究结果不仅证实了土壤侵蚀对 SOC 和 SIC 分布有着显著影响，而且明确了这种影响在不同空间尺度下的差异特征。这对于深入理解陆地生态系统碳循环过程具有重要意义，为后续研究提供了关键的理论基础。同时，研究结果也为黄土高原地区的农业生产规划、生态恢复措施制定提供了科学依据，有助于合理利用土地资源，提高土壤碳储量，促进区域生态环境的可持续发展。未来研究可以在此基础上，进一步探究不同土地利用方式和管理措施对 SOC 和 SIC 分布的长期影响，以及如何通过人为干预来优化土壤碳分布，实现更好的生态效益和经济效益。
