增加农田土壤有机碳（SOC）是减缓大气CO₂浓度增速的重要手段。前人研究表明，全球稻田（0-100 cm）SOC储量约为18 Pg碳（C），约占全球农田SOC库总量的14.2%。因此，了解稻田有机碳的储存机制对于减缓全球气候变化具有重要意义。然而，在广泛的地理范围内，长期种植水稻后不同SOC库的变化的综合研究还很缺乏。本研究利用中国境内自1980年代以来持续耕种的104个野外稻田样点采集的样品及相关数据，采用修正后的Rovira & Vallejo硫酸水解法和稳定碳同位素分析技术，研究了表层土壤（0-20 cm）中活性有机碳（LOC I）、半活性有机碳（LOC II）、惰性有机碳（ROC）和总SOC的变化。我们发现，在1980年代至2010年代期间，中国稻田的总SOC含量（48%）和密度（39%）都显著增加。在不同的SOC组分中，ROC含量和密度的增加速度均超过了LOC（I和II）。通过结构方程模型，我们揭示了总SOC含量和密度的变化主要受到ROC的驱动，而ROC可受到温度、降水、磷、和黏土含量等不同气候和土壤理化因素的直接和间接影响。我们的研究还表明，无论在任何水稻种植区域，δ¹³C_LOC都大于δ¹³C_ROC，并且δ¹³C_SOC与δ¹³C_straw之间存在显著正相关。值得关注的是，δ¹³C_LOC和δ¹³C_SOC与土壤总硅（Si）呈显著负相关，这表明土壤Si在一定程度上参与了碳在不同SOC库中的分配，并对不同SOC组分的周转或稳定起到一定的调控作用。本研究强调，全球稻田碳固存主要源于ROC库的大幅增加。

上述研究成果发表于环境科学与生态学领域权威期刊Global Change Biology（SCI一区TOP，IF=11.6）上，贵州大学特聘教授杨孝民为第一作者，天津大学宋照亮教授为通讯作者。

论文信息：Yang, X., Song, Z., Van Zwieten, L., Guo, L., Chen, J., Luo, Z., Wang, Y., Luo, Y., Wang, Z., Wang, W., Wang, J., Wang, Y., Liu, C.-Q., & Wang, H. (2024). Significant accrual of soil organic carbon through long-term rice cultivation in paddy fields in China. Global Change Biology, 30, e17213.

论文链接：https://doi.org/10.1111/gcb.17213。