Geomorphic controls on the abundance and persistence of soil organic carbon pools in erosional landscapes
Geomorphic controls on the abundance and persistence of soil organic carbon pools in erosional landscapes
复制标题
侵蚀景观中土壤有机碳库丰度和持久性的地貌控制
DOI：
10.1038/s41561-023-01365-2
复制
发表时间：
2024
影响因子：
18.3
通讯作者：
Moreland, Kimber C.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hunter, Brooke D.;Roering, Joshua J.;Silva, Lucas C.;Moreland, Kimber C.
土壤在全球碳循环中发挥着核心作用，是自然气候解决方案的关键组成部分，需要在局部到区域尺度上定量预测土壤有机碳（SOC）动态。在丘陵和山区地形，隆起和河流切割的变化产生侵蚀和山坡形态的梯度，控制影响SOC丰度和持久性的土壤特性。在这里，我们使用地形和土壤生物地球化学分析表明，在我们研究区域的16个地点，SOC总储量和通常循环较慢的矿物-在21.0 ~ 0.2 kg m-2和12.0 ~ 0.1 kg m-2范围内，土壤有机碳含量随侵蚀速率的增加呈指数下降。沿着大于数量级的侵蚀梯度，放射性碳（Δ 14 C）、土壤厚度和质地数据分别趋向于更年轻、更薄和更粗糙，使得快速侵蚀的站点比缓慢侵蚀的站点具有更少的SOC，并且由更快循环的SOC库主导。通过将这些侵蚀驱动的土壤和SOC趋势与高分辨率地形数据相结合，山顶凸度和其他侵蚀速率指标可以很容易地应用于估计SOC丰度和在不同景观环境中的持久性，促进我们在一系列时空尺度上预测碳动态的能力。
Soils play a central role in the global carbon cycle and constitute a key component of natural climate solutions that require quantitative predictions of soil organic carbon (SOC) dynamics at local to regional scales. In hilly and mountainous terrain, variations in uplift and stream incision generate gradients in erosion and hillslope morphology that control soil properties that impact the abundance and persistence of SOC. Here we use topographic and soil biogeochemical analyses to show that across 16 sites in our study region, total SOC stocks and the typically slower-cycling mineral-associated fraction of SOC decrease exponentially with modelled erosion rate from 21.0 to 0.2 kg m–2and 12.0 to 0.1 kg m–2, respectively. Along the greater than order-of-magnitude erosional gradient, radiocarbon (Δ14C), soil thickness and texture data trend younger, thinner and coarser, respectively, such that fast-eroding sites have much less SOC than slow-eroding sites and are dominated by faster-cycling SOC pools. By coupling these erosion-driven soil and SOC trends with high-resolution topographic data, hilltop convexity and other erosion rate metrics can be readily applied to estimate SOC abundance and persistence in diverse landscape settings, facilitating our ability to predict carbon dynamics across a range of spatiotemporal scales.
登录
查看更多内容
影响因子：
9.7
作者：
C. Poeplau;A. Don;J. Six;M. Kaiser;D. Benbi;C. Chenu;M. F. Cotrufo;D. Derrien;P. Gioacchini-
通讯作者：
C. Poeplau;A. Don;J. Six;M. Kaiser;D. Benbi;C. Chenu;M. F. Cotrufo;D. Derrien;P. Gioacchini-
跨斜坡追踪和定步土壤
影响因子：
4.5
作者：
Jean L. Dixon;C. Riebe
通讯作者：
C. Riebe
影响因子：
6.1
作者：
Brooke D. Hunter;J. Roering;P. Almond;O. Chadwick;M. Polizzotto;Lucas C. R. Silva
通讯作者：
Brooke D. Hunter;J. Roering;P. Almond;O. Chadwick;M. Polizzotto;Lucas C. R. Silva
考虑未来气候变化下的土壤重新分布和澳大利亚下猎人谷景观预测的整体土壤有机碳动态建模
影响因子：
3.9
作者：
Yuxin Ma;B. Minasny;V. Viaud;C. Walter;B. Malone;A. McBratney
通讯作者：
A. McBratney
影响因子：
6.1
作者：
C. Lawrence;M. Schulz;C. Masiello;O. Chadwick;J. Harden
通讯作者：
J. Harden