近日，草业学院草地生态系统管理团队在生物炭添加对土壤有机碳固存效率的影响机制方面取得新进展，相关研究成果以“Soil organic carbon sequestration efficiency with biochar addition across the croplands of China: A perspective from particulate and mineral-associated organic carbon”发表在Environmental Research（SCI-2区，IF 7.7）期刊上，该论文以2024级硕士研究生刘子怡为第一作者，山西农业大学草业学院徐沛东副教授为通讯作者。山西农业大学草业学院董宽虎教授和赵祥教授，山西农业大学资源环境学院徐明岗院士和刘奋武教授对本研究做了深入积极的指导。该研究得到国家自然科学基金区域创新发展联合基金重点项目（U22A20576）和土壤健康山西省实验室自主研究课题（SHL2025IP07）等的支持。

土壤有机碳（SOC）是陆地最大的碳库，可划分为颗粒有机碳（POC）和矿物结合有机碳（MAOC）。生物炭已被广泛用于土壤固碳，但在全国尺度上对POC、MAOC和SOC固碳效率的影响及驱动机制仍不清楚。团队人员提取了926对田间试验数据，覆盖了我国主要农田生态系统。通过线性混合效应模型评估了生物炭添加对POC、MAOC和SOC固碳效率的影响。利用随机森林机器学习算法结合高分辨率环境数据，预测并绘制了全国表层土壤POC、MAOC和SOC固碳效率的空间分布图。

图1 生物炭添加实验点在地理、气候和质地上的分布

研究发现（1）：生物炭添加下POC、MAOC和SOC的固碳效率分别为92.1%、 71.4%和158.5%。生物炭添加下土壤POC、MAOC和SOC的含量分别提高了65.8%、18.3%和30.0%。生物炭添加下土壤POC、MAOC和SOC的储量分别提高了61.2%、15.0%和26.5%。以上结果表明POC是生物炭添加固碳的主要贡献者（图2）。

图2 生物炭添加下POC、MAOC和SOC的固碳效率、含量和储量

研究发现（2）：土壤POC、MAOC和SOC固碳效率空间分布表现为“南高北低”。这和我国南方区域的热带/温带气候区、粘质土壤、水稻土以及中等耕作强度有关（图3）。

图3 生物炭添加下农田表层土壤POC、MAOC和SOC固碳效率

参考文献：

Liu Ziyi, Xu Peidong *, Yang Cuiyu, Zhao Bingquan, Gao Jie, Shi Lei, Dong Kuanhu, Zhao Xiang, Liu Fenwu, Xu Minggang. Soil organic carbon sequestration efficiency with biochar addition across the croplands of China: a perspective from particulate and mineral-associated organic carbon. Environmental Research, 2026, 293, 123777.

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.envres.2026.123777