植物根系碳输入对非根际土壤碳库贡献的全球定量研究

植物根系碳输入(Iroot)是土壤碳的主要来源.一部分Iroot进入土壤后会通过根际微生物呼吸、淋溶和动物啃食等过程迅速离开土壤(Iloss),从而限制Iroot对土壤固碳的贡献.然而,全球尺度上鲜有针对Iroot和Iloss的定量研究.通过整合三套全球观测数据集(包括土壤放射性碳同位素14C、植物地上和地下净初级生产力以及植物根系生物量垂直分布,共计2,034个站点),文章估算了Iroot和Iloss及其全球分布格局.结果表明,全球0～200cm土壤中,Iroot平均为3.5Mgha-1a-1,其中约80％为Iloss.Iroot随土层深度增加指数减少,全球0～200cm土壤中超过60％的Iroot集中在表层0～20cm;Iloss的绝对量也同样随土层深度增加而迅速减少.利用机器学习模型模拟的方法,文章进一步在全球1km×1km空间分辨率上对不同土层的Iroot和Iloss进行了数字制图.这项研究在全球尺度上证明了大部分植物根系碳输入并不直接贡献于非根际土壤的长期固碳,并为促进全球土壤碳动态的准确预测提供了一系列高精度土壤碳输入数据产品.