摘要
随着气温升高，预计森林将继续向高山生态系统扩张。虽然森林扩张通常会增加地上碳储量，但其对地下土壤碳储量和稳定性的影响仍不清楚。为此，我们将不丹东部喜马拉雅地区的实地研究与一项元分析相结合，考察森林扩张如何影响高山土壤有机碳（SOC）及其组分。我们在不丹西部切莱拉山沿森林 - 生态交错带 - 高山梯度采集了 120 个表层土壤样本（0–15 厘米）并挖掘了 20 个土壤剖面（0–100 厘米）。我们量化了总 SOC、颗粒有机碳（POC）、矿物结合有机碳（MAOC）以及 MAOC:POC 比率。在当地，森林扩张与更高的总 SOC 相关，尤其是在生态交错带过渡区和更深的土壤层。生态交错带土壤的 SOC 最高，这主要由 MAOC 驱动，与更大的根系生物量以及更高的粘土和粉砂含量有关，而 POC 在成熟森林土壤中达到峰值。虽然高山土壤由于土壤较浅，储存的总 SOC 较少，但它们含有更高比例的稳定碳，这体现在最高的 MAOC:POC 比率上。在全球范围内，森林扩张并未显著改变 SOC 或 POC，但显著降低了 MAOC（-28.4%）和 MAOC:POC 比率（-18.3%）。这些响应在不同生态系统中有所不同，阔叶林扩张通过减少 POC 降低了 SOC，而针叶林和灌木扩张降低了 MAOC:POC 比率。综上所述，这些发现表明森林扩张可能会将土壤碳储量从稳定的矿物结合形式转变为更易分解的颗粒组分，从而可能降低高山生态系统中储存碳的长期稳定性。
通俗语言摘要
高山生态系统储存了大量土壤碳，充当全球碳汇。随着气温升高，森林正向山上扩展进入高山生态系统，这一过程被认为会增加土壤碳储量。然而，目前尚不清楚扩张森林下储存的碳是否长期稳定。为此，我们将不丹东部喜马拉雅地区的实地测量数据与全球关于森林扩张进入高山生态系统的研究分析相结合。在我们的研究地点，我们测量了森林、高山以及两者之间过渡区不同形式的土壤碳，包括表层和深层土壤。我们发现生态交错带和深层土壤层的总土壤碳更高，这种模式与森林扩张一致。高山土壤虽然由于土壤剖面较浅而储存的总碳较少，但含有更高比例的稳定碳。在全球范围内，森林扩张并不总能增加总土壤碳，且与稳定土壤碳的下降有关。这些发现表明，森林向高山扩张可能无法提供可靠的长期土壤碳储存。因此，同时考虑土壤碳的数量和稳定性对于预测未来植被变化对高山碳动态的影响至关重要。
利益冲突
作者声明本研究不存在相关利益冲突。
可用性声明
数据集和分析代码在 Zenodo 仓库中公开可用（Rai 等人，2026）： https://doi.org/10.5281/zenodo.21484230。
