矿物结合态有机碳占比(fMAOC)的全球分布与驱动因素：土壤碳稳定性的关键指标

本研究通过整合全球11,495个观测数据，首次系统揭示了矿物结合态有机碳占比(fMAOC)在表层土(0-30 cm)和深层土(30-100 cm)的全球分布规律，发现深层土fMAOC(78.62%)显著高于表层土(66.62%)。研究采用前沿的FRFS变量选择算法，确定黏土含量(贡献率12.12-14.83%)和年均温(8.50-14.07%)是调控fMAOC的关键因子，为全球碳循环模型构建和土壤固碳策略制定提供了科学依据。

　　

土壤作为地球上最大的陆地碳库，其有机碳(SOC)的稳定性直接关系到全球碳循环和气候变化。然而，由于数据局限性和环境因素的复杂交互作用，全球尺度下SOC稳定性的分布格局和驱动机制始终是悬而未决的科学难题。矿物结合态有机碳(MAOC)因其与土壤矿物的物理化学结合特性，比颗粒有机碳(POC)具有更长的周转时间(数十年至数千年)，其占SOC的比例(f_MAOC)被视为评估土壤碳稳定性的重要指标。

浙江大学环境与资源学院的研究团队在《Earth Critical Zone》发表的最新研究，通过整合全球11,495个观测数据，首次绘制了1公里分辨率的f_MAOC全球分布图。研究采用创新的前向递归特征选择(FRFS)算法结合随机森林模型，揭示了不同气候带和土地利用类型下f_MAOC的垂直分布特征及其关键驱动因素。

研究团队通过系统检索Web of Science、Google Scholar和中国知网等数据库，筛选出1995-2024年间符合物理分馏法标准的全球SOC数据。利用WorldClim、SoilGrids等全球数据库获取23项环境变量，采用FRFS算法进行变量筛选，最终构建了空间预测模型。关键技术包括：1) 基于密度(<1.65 g cm^-3)或粒径(>53 μm)的POC/MAOC分馏标准；2) 前向递归特征选择(FRFS)变量筛选；3) 随机森林空间建模；4) 1公里分辨率全球制图。

研究结果显示：

1. 全球f_MAOC分布呈现显著空间异质性，深层土均值(78.62%)高于表层土(66.62%)。温带森林的表层土(59.65%)与深层土(73.73%)差异显著，而农田差异最小(仅6.54%)。

2. 气候带对比显示，热带/亚热带区表层土f_MAOC最高(69.08%)，寒带最低(54.01%)；而地中海区深层土f_MAOC达85.51%。

3. 土地利用类型中，农田f_MAOC最高(表层土72.64%，深层土82.74%)，苔原最低且深层土(54.21%)反低于表层土。

4. FRFS分析揭示黏土含量(贡献率12.12-14.83%)和年均温(8.50-14.07%)是核心驱动因子，表层土还受氮沉降(8.63%)影响，深层土则与海拔(12.63%)密切相关。

讨论部分指出，寒带苔原因低温限制微生物活动导致POC积累，使其成为气候变暖下最脆弱的碳库；而黏土通过提供矿物结合位点和形成微团聚体，显著提升MAOC稳定性。研究创新性地发现地中海区深层土f_MAOC超90%，为"碳饱和"理论提供了新证据。

该研究首次构建的全球f_MAOC数据库，不仅为改进地球系统模型中的碳循环参数提供了关键数据，还为区域差异化固碳策略制定提供了科学依据：建议在黏土丰富区优先实施碳封存，对寒带苔原加强保护，而农田管理可通过增加植物多样性同步提升POC和MAOC。这些发现对实现"双碳"目标和可持续土地管理具有重要指导价值。