《Agrosystems, Geosciences & Environment》：The distribution of soil organic carbon and nitrogen across different soil depths in relation to household wealth in enset-based farming systems in Central Ethiopia
编辑推荐：
本研究系统揭示了埃塞俄比亚中部恩塞特（Ensete ventricosum）农业系统中土壤有机碳（SOC）和全氮（N）在0-120厘米土层的垂直分布规律，并首次量化了家庭财富差异通过有机肥投入对土壤碳氮储量的影响。研究发现，资源富裕农户管理的土壤在0-30厘米表层SOC储量显著高于资源贫乏农户（海斯站点高出15.3%），且深层土壤（>40厘米）仍储存大量碳氮库（总量达SOC 286-335 t·ha-1，N 20-21 t·ha-1）。通过相对土壤质量指数（RSQI）评估，资源贫乏农户土壤的碳氮含量、pH值和容重（BD）均出现退化，凸显了社会经济因素对土壤固碳潜力的调控作用。
研究背景与意义
土壤作为最大的陆地碳库，其有机碳（SOC）动态对全球碳循环和气候变化 mitigation 具有重要影响。深层土壤（>30厘米）储存了相当比例的有机碳，但在传统研究中常被忽视。埃塞俄比亚特有的恩塞特（假香蕉）农业系统具有显著的碳 sequestration 潜力，但其土壤碳氮的垂直分布规律及其与农户社会经济因素的关联尚未明确。
研究区域与方法
研究选取埃塞俄比亚中部莱莫（Haise）和查哈（Yeferezye）两个典型恩塞特种植区，基于当地社区参与的财富等级划分（资源富裕、中等、贫乏三类），采集0-15、15-30、30-60、60-120厘米四个土层的土壤样品。通过Walkley-Black湿氧化法测定SOC，凯氏定氮法测定全氮，并计算碳氮储量（t·ha-1）。采用非参数检验分析财富等级对土壤性质的影响，并引入相对土壤质量指数（RSQI）量化土壤退化程度。
土壤物理性质垂直分异
两地土壤质地（砂粒、粉粒、黏粒）在财富等级间无显著差异，但容重（BD）与SOC呈负相关。在海斯站点，资源贫乏农户的土壤BD在0-30厘米层显著高于富裕农户（如0-15厘米层：1.1 vs. 0.9 g·cm-3），而土壤含水量在15-60厘米层显著较低。耶费尔泽耶站点因黏粒含量高（30-60厘米层达59%-83%），BD差异不显著，表明黏土对结构稳定性的主导作用。
土壤化学性质响应
SOC和全氮均随深度增加而显著递减，但财富等级的影响存在空间异质性。在海斯站点，资源富裕农户的SOC在0-30厘米层显著高于贫乏农户（0-15厘米层：4.9% vs. 3.5%）；而在耶费尔泽耶站点，富裕与中等农户间差异不显著，但二者均高于贫乏农户至60厘米深度。土壤pH值在海斯站点0-60厘米层随财富等级上升而显著增加（富裕农户表层pH达7.5），可能与有机肥和草木灰的碱化作用有关。
碳氮储量与深层碳库
恩塞特系统在120厘米土层内储存了巨大的碳氮库（SOC 286-335 t·ha-1，全氮 20-21 t·ha-1），其中40%以上的SOC分布于30厘米以下深层。财富等级对碳储量的影响主要集中在0-30厘米层：海斯站点富裕农户的SOC储量较贫乏农户高15.3%，而耶费尔泽耶站点差异较小（4.6%）。深层（30-120厘米）碳氮储量无显著财富等级差异，说明表层管理对深层碳库影响有限。
土壤质量退化评估
RSQI分析表明，资源贫乏农户的土壤质量普遍退化。在海斯站点，中等和贫乏农户的SOC相对富裕农户下降21%-28%，全氮下降17%-24%，pH值降低16%，BD上升9%-18%。耶费尔泽耶站点的退化幅度较小，可能与土壤本底肥力较高有关。这种退化与贫乏农户有机肥投入不足（通常低于维持土壤健康所需的10-20 t·ha-1）直接相关。
结论与展望
家庭财富通过调控有机肥投入，显著影响恩塞特系统土壤碳氮的垂直分布格局，尤其对0-60厘米土层的碳储量、pH和BD具有决定性作用。深层土壤（>60厘米）作为稳定的碳氮储库，其动态可能受长期气候和地质过程主导。未来需结合黏土矿物类型、凋落物分解速率和微生物生物量等指标，深化对深层碳循环机制的理解，并为应对 land-use change 对土壤碳库的威胁提供科学依据。
