全球气候变暖正在深刻改变土壤冻融循环模式，降雪形成不同厚度和持续期的雪被后，造成环境因子和生物因子的异质性，进而对土壤水碳循环过程产生复杂的影响。为了更好的制定合理的调控策略增加气候变暖条件下土壤的固碳减排潜力，采用三年的田间积雪原位控制试验，设置清除积雪和自然积雪两个处理来模拟气候情景。通过构建土壤水热环境因子-不稳定有机碳组分-稳定有机碳组分之间的驱动耦合模型，分析冻融过程和生物炭对土壤CO₂排放通量（CO₂ Flux）的影响。结果表明，1%生物炭处理的CO₂ Flux减少了9.36%~11.34%，而2%生物炭处理的CO₂ Flux增加了15.41%~18.32%。此外，清除积雪处理相比于自然积雪处理CO₂ Flux增加了9.86%~13.99%。积雪对冻融过程中土壤水热动态变化的影响具有双重性，清除积雪使得冻融作用对土壤碳素基质的扰动更为强烈，而生物炭与土壤矿物的界面行为保护了土壤结构的稳定性。生物炭减少土壤碳排放得益于具有高度的稳定组分以及独特的表面结构，通过增加惰性有机碳所占比例、促进形成有机-无机复合体、对土壤有机质的包裹和吸附等方面加强固碳减排效应。施加1%生物炭减少了非生长季土壤CO₂排放强度，土壤碳排放过程对雪被去除和外源介质的响应机制对于了解未来气候变化条件下土壤碳素利用效率、温室气体排放等问题具有显著意义。研究结果可以为气候变化条件下生物炭环境效应评估、农业固碳减排提供重要的理论支撑和实践模式。

该成果得到了国家自然科学基金区域联合基金项目（U20A20318）、国家自然科学基金杰出青年科学基金项目（51825901）、国家自然科学基金面上项目（52179033、52279035）以及黑龙江省自然科学基金项目优秀青年项目（YQ2020E002, YQ2020E007）的资助，已在中科院SCI一区TOP期刊《CATENA》上正式发表。

题目：Effects of coupled biochar and snow cover on soil carbon components and CO₂ emissions in seasonally frozen soil areas under climate change conditions

来源：https://doi.org/10.1016/j.catena.2024.108203