土壤有机碳的分子组成仍然存在争议。微生物、植物及火烧来源的有机化合物均是土壤有机碳的重要来源，但是我们还不清楚土壤有机碳的分子组成是否可以预测？近日，爱荷华州立大学、南京农业大学和贝勒大学等单位合作，发现土壤有机碳分子之间存在权衡关系，此观点为解释土壤有机碳的成因提供了重要参考依据。该成果于9月15日在国际权威学术期刊《Nature Geoscience》在线发表。我院生态系统生态学实验室叶成龙博士作为论文的共同第一作者参与了该研究。

本研究利用美国国家生态观测网络站点的表层矿质土壤，结合核磁共振波谱法和分子混合模型定量不同生态系统土壤有机碳的化学功能团的相对丰度。结果表明土壤有机碳中的碳水化合物、脂质、蛋白质、木质素和焦炭在不同生态系统中的相对丰度差异很大，但每种化合物的总体平均丰度相似。主成分分析结果表明木质素和蛋白质之间显著负相关，碳水化合物和焦炭之间显著负相关。以上结果表明大陆尺度上的土壤有机碳分子组成之间存在一定的权衡关系。本研究还发现土壤铁铝氧化物和pH最佳解释了土壤有机碳化学组成的变异，而且这些环境因子与已知的预测土壤有机碳含量的环境因子基本相同。

土壤有机碳化学组成的权衡关系概念模型

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41561-020-0634-x