植被恢復(fù)是提升喀斯特脆弱生態(tài)系統(tǒng)土壤有機(jī)碳（SOC）固持的重要措施。由于SOC不同組分在形成途徑和周轉(zhuǎn)速率等方面存在差異，其對(duì)不同植被恢復(fù)策略和區(qū)域水熱條件的響應(yīng)可能也并不一致。研究SOC組分對(duì)區(qū)域不同水熱條件下植被恢復(fù)策略的響應(yīng)，有助于評(píng)估西南喀斯特生態(tài)恢復(fù)成效及預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變化背景下土壤固碳能力。
基于此，中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究站王克林研究員團(tuán)隊(duì)以黔桂喀斯特典型水熱梯度樣帶為研究對(duì)象，以生態(tài)工程實(shí)施15年后人工恢復(fù)（耕地退耕造林）和自然恢復(fù)（耕地退耕植被自然再生）生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象，并以耕地和成熟林為參照（圖1），分析了土壤有機(jī)碳（SOC）、顆粒態(tài)有機(jī)碳（POC）和礦質(zhì)結(jié)合態(tài)有機(jī)碳（MOC）變化特征及影響因子。
研究結(jié)果表明：（1）SOC及其組分對(duì)區(qū)域溫度變化的敏感性大于降水，自然恢復(fù)和人工造林SOC和POC相對(duì)累積速率均隨年均溫（MAT）增加而增加（圖2）。（2）MAT增加改變微生物群落結(jié)構(gòu)，促進(jìn)活性有機(jī)碳組分分解，導(dǎo)致耕地POC隨MAT增加而下降；植被恢復(fù)后，土壤微生物和Ca的增加促進(jìn)POC累積（這可能主要是由于喀斯特土壤CaCO3溶解-再沉積過(guò)程使CaCO3結(jié)晶填充在團(tuán)聚體的孔隙中或表面，從而促進(jìn)大團(tuán)聚體形成），且能有效補(bǔ)償MAT增加引起的POC分解（圖3）。研究結(jié)果凸顯在氣候變化背景下，植被恢復(fù)在西南喀斯特區(qū)域較大的土壤固碳潛力，并且強(qiáng)調(diào)深入揭示喀斯特土壤固碳機(jī)制的必要性。
在王克林和張偉研究員指導(dǎo)下，該研究結(jié)果以Soil carbon accumulation with increasing temperature under both managed and natural vegetation restoration in calcareous soils為題發(fā)表在Science of the Total Environment。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、面上項(xiàng)目、青年基金、博士后面上等項(xiàng)目資助。
圖1 黔桂喀斯特水熱梯度樣帶樣點(diǎn)分布圖
圖2 人工造林和自然恢復(fù)模式SOC和POC相對(duì)累積速率與年均溫（MAT）回歸分析
圖3 結(jié)構(gòu)方程模型