文章题目:Important role of Fe oxides in global soil carbon stabilization and stocks
期刊:Nature Communications
影响因子:14.7
发表时间:2024.11
关键词:铁氧化物、全球碳循环、
参考文献: Jia N, Li L, Guo H, Xie M. Important role of Fe oxides in global soil carbon stabilization and stocks. Nat Commun. 2024 Nov 28;15(1):10318.
DOI: 10.1038/s41467-024-54832-8
研究背景:
土壤有机碳(SOC)是地球上最大的活跃碳库之一,对全球碳循环和气候变化具有深远影响。铁氧化物作为土壤中的关键矿物质,通过与SOC形成铁结合有机碳(OC-Fe)复合物,显著促进了SOC的保护和稳定化,对于减少土壤碳排放和缓解全球变暖具有重要作用。然而,目前对于OC-Fe在全球范围内的分布特征、形成机制及其对SOC稳定性的贡献仍知之甚少,这限制了我们对土壤碳动态的全面理解以及在气候变化缓解策略中的土壤管理实践。此外,现有的土壤碳模型往往忽视了矿物因素,尤其是铁氧化物在SOC稳定化中的作用,导致模型预测存在不确定性。
研究目的:通过对全球3395个土壤剖面进行Meta分析,揭示铁铝氧化物在全球土壤碳稳定化和储量中的作用,并评估OC-Fe对SOC和MAOC(矿物相关有机碳)储量的贡献。
科学问题:
1.全球OC-Fe的分布模式和储量是多少?
2.哪些因素调节土壤OC-Fe浓度的变化?
3.OC-Fe在全球尺度上对SOC和MAOC储量的贡献如何?
图1. 本研究采样点及空间分布
研究结果:
1.全球表层土壤中的OC-Fe储量为233 PgC,占总SOC储量的33%±15%。
2.在赤道和中纬度地区观察到较大的OC-Fe赤字(OC-Fe与OC-Femax之间的差异)。
3.研究建议将矿物因素纳入土壤碳模型中,以提高模型预测的准确性。
4.OC-Fe与SOC和MAOC显著正相关,表明OC-Fe在SOC的积累和保护中起着重要作用。
5.全球OC-Fe和OC-Femax的分布是未来研究碳循环问题和全球土壤碳固存策略的重要资源。
图2. 不同陆地生态系统表层土壤有机碳铁的比较
图3. 土壤OC-Fe与控制因子的预测性能及相关性图
图4. 模拟0 - 30 cm土壤OC-Fe密度的全球模式