2025年7月8日，國(guó)際生態(tài)學(xué)期刊?Global Change Biology?在線發(fā)表了中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院張英俊、劉楠教授團(tuán)隊(duì)的研究論文?Quantifying the Positive Effect of Ungulate Herbivory on Living Root-Derived Soil Organic Carbon Formation: Evidence From an Eight-Year Simulated Grazing Field Experiment With 13C Pulse Labeling?，該研究揭示了有蹄類食草動(dòng)物放牧行為影響草地根源碳形成及碳釋放的過(guò)程機(jī)制。
有蹄類食草動(dòng)物可以通過(guò)采食、踐踏和排泄物返還等行為影響根際沉積以及隨后的碳輸入和釋放之間的平衡來(lái)干擾土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)。然而，目前尚不清楚有蹄類動(dòng)物放牧如何通過(guò)活根影響土壤有機(jī)碳固持，特別是缺乏來(lái)自野外實(shí)驗(yàn)的證據(jù)。本研究團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行8年的模擬放牧平臺(tái)進(jìn)行了原位的13CO2脈沖標(biāo)記實(shí)驗(yàn)，追蹤了一個(gè)月內(nèi)光合同化碳在地上植物、根系、土壤（包括 POC 和 MAOC 庫(kù)）和 CO2?中的分配，重點(diǎn)關(guān)注了根際沉積碳在不同土壤微生物群落中的同化以及微生物殘?bào)w碳中的摻入。同時(shí)，該研究還監(jiān)測(cè)了不同放牧行為下土壤碳的釋放，包括土壤呼吸、自養(yǎng)呼吸和異養(yǎng)呼吸過(guò)程。
結(jié)構(gòu)方程模型（SEM）評(píng)估了有蹄類動(dòng)物放牧行為如何通過(guò)生物群落（活體和殘?bào)w微生物群落）和非生物碳庫(kù)（POC和MAOC）影響土壤有機(jī)碳形成和碳損失
研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采食促進(jìn)了土壤微生物的同化和真菌殘?bào)w碳的形成，從而增加了微生物碳泵（MCP）的“capacity”，促進(jìn)更多的碳向SOC（+32%）和MAOC（+34%）轉(zhuǎn)移，同時(shí)減少了土壤呼吸。排泄物返還促進(jìn)細(xì)菌殘?bào)w碳形成，增強(qiáng)MCP的“efficacy”和“capacity”，減少了異養(yǎng)呼吸。采食和排泄物歸還對(duì)SOC和CO2的13C回收率存在顯著交互效應(yīng)，即在采食發(fā)生時(shí)，排泄物返還的對(duì)其影響效應(yīng)有限。踐踏促進(jìn)了新同化碳向POC庫(kù)轉(zhuǎn)移（+26%），并與采食顯著相互作用，削弱了采食對(duì)POC的13C回收率的積極作用。本研究通過(guò)分解家畜放牧行為—采食、排泄物返還和踐踏對(duì)土壤碳周轉(zhuǎn)過(guò)程的影響，提高了我們對(duì)放牧草地根源碳形成和穩(wěn)定的理解。這為優(yōu)化放牧管理實(shí)踐，有效利用土壤MCP固碳提供了新的見(jiàn)解。
有蹄類動(dòng)物放牧行為對(duì)土壤碳庫(kù)不同形成途徑影響的概念圖
草業(yè)學(xué)院博士生張瑞環(huán)為論文第一作者，劉楠教授為論文通訊作者。草業(yè)學(xué)院張英俊教授、楊高文教授，德國(guó)柏林自由大學(xué)Matthias C. Rillig教授，澳大利亞新南威爾士州初級(jí)產(chǎn)業(yè)部Warwick Badgery研究員以及草業(yè)學(xué)院已畢業(yè)博士魏雨其（現(xiàn)為山西大學(xué)黃土高原研究所教師）等均為此做出重要貢獻(xiàn)。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金（32192463）、國(guó)家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-34）和中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)2115人才培育發(fā)展支持計(jì)劃項(xiàng)目的資助。
