不同土地利用类型下土壤溶解性有机质分子转化机制及其对全球碳循环的调控作用

【编辑推荐】土壤溶解性有机质(SDOM)作为陆地生态系统最大活性碳库，其分子转化机制尚不明确。研究人员通过超高分辨率傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)分析农田、森林等5类土地利用样点，发现人为干扰区域脂肪族/肽类化合物转化量达自然系统的3-5倍，总磷(TP)和香农指数是调控转化的关键因子，为土壤碳库动态变化研究提供新视角。

　　

土壤溶解性有机质(Soil Dissolved Organic Matter, SDOM)堪称陆地生态系统的"碳周转枢纽"，其分子层面的"变形记"直接牵动全球碳循环命脉。科研团队运用超高分辨率傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)这项"分子显微镜"技术，对农田(FL)、森林(FR)、草地(GL)、城市(UA)和湿地(WL)五类典型土地利用系统中的SDOM展开深度解码。

研究发现人类活动显著改写SDOM的"分子剧本"：农田里脂肪族/肽类化合物(aliphatic/peptide-like)的转化狂欢达到自然系统的3-5倍，而城市土壤中缩合芳香族化合物(condensed aromatic compounds)的"演出场次"更是飙升至其他区域的1.5-100倍。随机森林分析揪出两大"幕后导演"——总磷(Total Phosphorus, TP)和香农指数(Shannon index)：TP含量升高会抑制不稳定分子的"表演欲"，而生物多样性(香农指数)的提升则让木质素等"实力派"分子戏份增加，同时压缩脂肪族等"龙套演员"的出场空间。

这项研究首次揭示环境因素与化学多样性(chemodiversity)共同导演SDOM分子转化大戏的机制，为预测土壤碳库这位"气候调节师"的表演轨迹提供了全新剧本。特别值得注意的是，相比分子自身特性，TP等环境因子的"场外指导"作用被严重低估，这一发现或将改写陆地碳循环模型的底层算法。