天山山脉气候变暖促进土壤碳固存：高海拔生态系统碳循环机制解析

本研究针对气候变暖背景下高海拔生态系统土壤有机碳（SOC）动态的量化难题，以中亚干旱区典型山地天山山脉为研究对象，通过野外调查与多源数据整合，首次揭示气候变暖通过促进植物源微生物转化碳积累和土壤风化固碳双重机制增强SOC固存。该成果为全球碳-气候反馈预测提供了关键实证，发表于《Global and Planetary Change》。

　　

在全球气候变暖的背景下，高海拔生态系统因其巨大的碳储量和脆弱性成为研究焦点。然而，气候变暖如何影响这些区域的土壤有机碳（SOC）动态仍存在显著知识空白。天山山脉作为中亚干旱区典型高山系统，其加速的升温速率（0.030°C/年）和完整的垂直植被带，为解析这一科学问题提供了理想场所。

为阐明高海拔SOC响应机制，研究人员通过整合1980-2023年野外调查（85个土壤剖面）与多源数据（包括中国第二次土壤普查数据），系统量化了天山不同植被带SOC的海拔分布规律及驱动因素。研究发现，SOC含量呈现非线性海拔分布（荒漠7.998 g?kg^?1→草原34.591 g?kg^?1→森林61.474 g?kg^?1→高寒荒漠26.372 g?kg^?1），且气候变暖整体促进SOC积累。线性混合效应模型揭示了两大机制：一是升温通过增强植物生产力输入微生物转化碳（microbial-transformed carbon）；二是土壤风化过程（weathering processes）促进碳稳定化。

关键技术方法
研究采用海拔梯度替代时间序列法，结合土壤剖面分层采样（0-50 cm深度）与稳定同位素分析；整合中国生态系统碳密度数据集，运用空间统计与机器学习算法解析环境因子贡献；通过¹³C同位素示踪区分碳来源。

SOC storage and variations with altitude
数据显示SOC含量随海拔先增后降，森林带峰值达61.474 g?kg^?1，印证植被类型对碳输入的调控作用。

Discussion
升温驱动的碳积累挑战了传统“升温加速分解”认知，提出干旱区高山特有的植物-微生物-风化协同固碳机制。这一发现为全球碳模型提供了关键参数，证实高海拔生态系统可作为持续碳汇。

Conclusion
研究首次量化了干旱区高山SOC对气候变暖的正面响应，其机制解析为全球变化背景下碳管理策略提供了科学依据。作者团队强调未来需关注微生物功能群与矿物保护的交互作用，以完善碳循环预测模型。