近日，中国科学院西北生态环境资源研究院干旱区生态安全与可持续发展全国重点实验室薛娴研究员团队，在全球土壤盐碱化对无机碳变化影响研究领域取得突破性成果。相关研究发表于《美国国家科学院院刊》，为全球碳循环评估和碳中和战略实施提供了重要科学支撑。

土壤系统是陆地生态系统最大碳库，对大气CO?平衡调节至关重要。长期以来，学界研究多聚焦土壤有机碳动态，而土壤无机碳在全球碳循环中的作用被严重低估。与此同时，土壤盐碱化作为主要土地退化形式，广泛分布于全球干旱 - 半干旱区及灌溉农业区，其引发的土壤 pH 值、离子组成等变化，可能深刻影响无机碳的形成、迁移与稳定性。但此前相关研究局限于局地或单一土层，结论分散矛盾，全球尺度下土壤盐分与无机碳的关系缺乏系统认知。

为填补这一研究空白，团队开展了全球尺度的系统评估。研究整合了94515 个覆盖 0-200cm 土层的全球土壤剖面样点数据，创新性引入土地利用类型、气候区、地貌等多维分区方法，有效降低空间异质性干扰。借助机器学习技术，通过分区相关识别电导率（EC，盐碱化标准指标）与无机碳（SIC）的关系特征，并利用梯度提升模型进行空间预测和情景模拟分析。

研究发现，中亚、西亚、北非等干旱半干旱地区，土壤盐碱化程度高且无机碳储量丰富。在多数环境条件下，地表及浅层土壤（0-40cm）的电导率与无机碳含量呈持续正相关，且经次区域分类后该相关性显著增强，表明此前全球相关性较弱的结论是环境异质性导致，而非缺乏耦合关系。在草地、裸地等淋溶作用有限的土地利用类型中，盐碱化程度升高通常伴随更高的无机碳储存。

值得注意的是，这种正向关系存在阈值效应和深度差异：当电导率增量超过4 dS/m，或在 40cm 以下深层土壤中，二者关系会减弱甚至逆转。高盐碱条件下，离子组成、酸碱度变化及水分输送加剧，将影响无机碳库长期稳定性。未来气候情景模拟显示，盐碱化对无机碳储存的影响因社会经济发展路径而异，高排放情景下短期内的促进效应，可能被土壤酸化和人类活动加剧所抵消，增加无机碳流失风险。

薛娴研究员指出，土壤盐碱化对无机碳储存的影响并非简单线性关系，而是取决于盐度水平、土壤深度和环境背景，这些制约因素是准确评估盐碱土壤碳循环作用的关键。该研究首次系统揭示了二者间有条件、有阈值的耦合关系，弥补了全球碳循环研究中对无机碳及其驱动机制的认知不足，强调了将土壤化学过程纳入土地退化评估和碳中和战略的必要性。

相关论文链接:https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2522643123