近日，林学院孙龙教授团队联合生态学院周正虎教授在Nature旗下期刊Communications Earth & Environment在线发表研究论文《野火导致颗粒态土壤有机碳持续且显著高于矿物结合态土壤有机碳的损失》（“Wildfire drives persistent and disproportionate losses of particulate relative to mineral-associated soil organic carbon”）。该研究不仅揭示了全球野火影响碳循环的内在规律，还量化评估了中国林火治理模式相较于全球对土壤有机碳库保护与固存做出的突出贡献。首次在全球尺度上系统量化了野火对表层土壤不同功能碳库的差异化影响与长期演化轨迹，为全球碳循环模型的优化提供了重要科学支撑。林学院东北亚生物多样性中心胡同欣副教授为论文第一作者，孙龙教授和周正虎教授为共同通讯作者。

野火是陆地碳循环的主要干扰因素之一。土壤作为陆地生态系统最大的碳库，其碳主要以周转较快的颗粒态有机碳（POC）和受矿物保护较为稳定的矿物结合态有机碳（MAOC）两种功能截然不同的组分形式存在。然而，在全球气候变暖、野火频发的背景下，野火如何差异化影响这两种功能碳库，以及火后碳库的恢复动态如何演变，在过去一直缺乏全球尺度的精确解析。

图一 野火研究全球分布图

针对这一关键科学问题，研究团队通过整合与荟萃分析全球210项相关研究（涵盖1,050个独立观测数据），系统量化了野火对全球表层土壤（0–25 cm）POC和MAOC的影响。

图二 野火对于土壤有机碳及其组分的全球影响

研究取得以下主要发现：野火显著降低了土壤中的POC与MAOC含量，但POC的损失幅度（−24.0%）远高于MAOC（−9.5%），揭示了易变的不稳定碳库相比矿物保护的稳定碳库对火灾具有更高的脆弱性。

图三 火后时间与土壤有机碳组分（至25厘米深度）之间的非线性阈值分析

时间序列分析表明，土壤碳损失并非在火灾发生后即刻达到峰值，而是在火后前两十年（约20~25年）持续加剧，随后才进入渐进式的恢复阶段，突显了火后生态系统漫长的调整与滞后响应过程。

图四 野火对土壤有机碳组分影响的预测因子与部分依赖性

跨样点分析表明，初始土壤碳含量、区域气候以及火后演替时间是决定碳损失幅度的核心控制因素。

图五 1997年至2023年全球由野火导致的0-30厘米土壤有机碳损失估算

模型外推结果显示，1997至2023年间，野火干扰导致全球表层土壤有机碳累积损失高达885.92 ± 12.75 Tg；而得益于我国严格的火灾综合管理政策，野火造成的全球土壤有机碳损失有效减少了占全球总地下0-30cm碳库的3.1%，充分彰显了中国林火治理模式在保护陆地碳库与减缓土壤碳流失方面的显著成效。

该研究系统证实了野火会引发土壤碳库持久且具有组分特异性的去稳定化过程。目前大多数全球碳–气候模型通常将土壤碳视为均质整体，未能明确区分颗粒态与矿物结合态碳的动态差异。本研究强调了在日益加剧的野火情景下，地球系统模型必须显式纳入不同土壤碳组分的动态特征，以更精准地预测未来陆地–大气的碳反馈机制。

Communications Earth & Environment是《自然》（Nature Portfolio）旗下的国际权威地学与环境综合期刊，发表地球、环境和行星科学领域的高质量突破性研究。本项研究得到了国家自然科学基金，林业与草原科技创新与成果推广等项目的资助。