草地生态系统的土壤碳储量约占全球陆地碳库的三分之一，其中90%以上以土壤有机碳（SOC）形式存在。恢复和提升草地土壤碳汇功能，是缓解气候变化的重要途径。然而，目前对草地土壤碳汇潜力的空间格局认识不足，使得草地碳汇管理的科学支撑和区域指导性仍不够充分。
中国科学院植物研究所刘玲莉研究团队以中国温带草地为研究对象，通过2000公里样带调查，并结合13C稳定性同位素标记培养实验和机器学习建模，系统评估了矿物结合态碳（MAOC）亏缺量的空间分布及新增MAOC的形成效率。碳亏缺量反映了当前土壤MAOC含量与其理论碳饱和容量间的差距，数值越大，潜在固碳空间越大。结果表明，中国温带草地碳亏缺高值区域主要分布在退化区和干旱区，其表层0—15 cm土壤固碳潜力为0.78 ± 0.08 Pg C；人类活动通过减少土壤细颗粒含量加剧土壤碳亏缺。然而，在碳亏缺较高的区域，由于有机碳、养分和微生物活性不足，新增MAOC的形成效率较低，导致潜在固碳空间难以有效转化为稳定碳库。
该研究揭示了中国温带草地土壤碳汇潜力的空间格局与形成机制，强调了土壤质地、气候和人为干扰的关键作用，提出应在干旱区和退化区优先实施植被恢复与合理放牧，并结合促进微生物活性的管理措施，以提升SOC储量和稳定性。
该研究成果于10月17日在线发表于国际学术期刊Science Bulletin。植物所已毕业博士研究生杨璐和助理研究员李平为论文共同第一作者，刘玲莉研究员为通讯作者。北京大学刘鸿雁教授、植物所苏艳军研究员、农业科学院农业资源与农业区划研究所刘卫星研究员和美国爱荷华州立大学黄文娟助理教授参与了此项研究。该研究得到了国家自然科学基金的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.scib.2025.10.020
中国温带草地表层15 cm土壤矿物碳亏缺量的空间分布