乌克兰草原带低强度土地利用下黑钙土腐殖质形态、蚯蚓生物扰动与土壤有机碳储存关系研究

研究人员针对乌克兰草原带低强度土地利用系统中黑钙土可持续性问题，通过对比野生草地(Wildland)、防护林(Shelterbelts)和原生林(Native forest)植被类型，系统评估了腐殖质形态、蚯蚓生物扰动强度、土壤有机碳(SOC)储量及SOC/clay Ratio等指标。研究发现原生林植被显著提升SOC储量达1.4倍，揭示植被类型对腐殖质质量与碳封存的关键影响，为农业生态系统中土壤健康诊断与碳库管理提供科学依据。

　　

乌克兰广袤的草原带孕育着被誉为"欧洲粮仓"的肥沃黑钙土(Chernozems)，这类土壤以其深厚的腐殖质层和卓越的肥力闻名于世。然而在现代农业高强度开发背景下，如何平衡粮食生产与土壤保育成为严峻挑战。传统观点认为低强度土地利用能维持土壤健康，但不同类型的自然植被对土壤有机质转化的差异化影响机制尚不明确。特别是在全球碳循环背景下，黑钙土作为重要碳汇的潜力评估亟需量化数据支撑。

《Geoderma Regional》最新发表的研究中，科研团队以乌克兰草原带低强度土地利用系统为研究对象，创新性地将腐殖质形态分类、蚯蚓生物扰动定量分析与碳储量评估相结合。通过对比野生草地、防护林和原生林三种典型植被覆盖下的黑钙土样本，揭示了植被类型通过调控土壤生物活动而影响碳封存效率的生态机制。

研究采用多尺度技术方法：运用腐殖质系统分类密钥(Humus systems keys)进行腐殖质形态鉴定；通过土壤薄片显微技术定量蚯蚓排泄物占比（2-0.25?mm粒径级）；采用滴定法测定土壤有机碳(SOC)含量并计算剖面储量；引入SOC/clay Ratio指标评估土壤结构质量等级。统计分析采用ANOVA/MANOVA和Tukey多重比较法确保数据可靠性。

研究结果呈现三大发现：

1. 腐殖质形态分化：野生草地黑钙土表现为中腐殖质型(Mesomull)，而防护林和原生林下土壤退化为贫腐殖质型(Oligomull)，反映乔木植被加速有机质分解的特性。
2. 生物扰动强度差异：原生林样地的蚯蚓排泄物含量显著高于野生草地和防护林（分别达3.5倍和2.9倍），证实成熟森林生态系统能维持更活跃的土壤动物群落。
3. 碳封存效能梯度：原生林SOC储量（p < 0.05）比野生草地和防护林分别高出42%和40%，其SOC/clay Ratio同样显著领先，表明原生植被更有利于形成稳定的有机-矿物复合体。

该研究突破性地证实：即使在低强度土地利用下，植被类型仍通过调控土壤生物群落活动强度，显著影响黑钙土的腐殖质转化路径和碳封存效率。原生森林植被凭借其稳定的凋落物输入和适宜的微环境，培育出更具生物活性的土壤系统，这对设计农业景观中的生态缓冲区具有重要启示。研究建立的SOC/clay Ratio评估框架，为草原带土壤健康诊断提供了可量化的新指标，其揭示的植被-土壤生物-碳循环耦合机制，为全球黑钙土区的可持续土地管理策略制定提供了科学依据。