近日，我院盛茂银教授团队在环境生态学领域1区TOP期刊《CarbonBalance and Management》(2025,20: 21)发表题为“Long-termfarmland abandonments remarkably increased the phytolith carbonsequestration insoil”的研究论文，揭示了西南喀斯特山区农田撂荒对土壤植硅体包裹有机碳（PhytOC）积累的影响及驱动机制，为精准评估农田撂荒的碳汇潜力、制定区域碳管理策略提供了科学依据。
植硅体碳（PhytOC）是植物生长过程中吸收土壤可溶性单硅酸并形成植硅体时包裹封存的有机碳，因被稳定无定形二氧化硅外壳保护，可在土壤中长期稳定存在数千年甚至上万年，是陆地生态系统重要的长效稳定碳汇机制。农田撂荒是城镇化与工业化进程中广泛发生的土地利用变化，深刻改变地表植被与土壤环境，直接影响植硅体碳的输入、积累与封存。系统研究撂荒驱动下植硅体碳的动态变化，能够精准评估农田撂荒的碳汇潜力，揭示土地利用变化对土壤稳定碳库的调控机制。
该研究以中国西南山区典型撂荒地为研究区，选取未撂荒玉米田及撂荒 5-6 年、15-16 年、30 年左右的地块为研究对象，系统分析了 0-15cm 土层中 PhytOC 及相关土壤理化性质、酶活性的变化规律。研究发现，0-15cm 土层 PhytOC 含量和储量范围分别为 0.39-1.49g·kg-1 和 0.27-0.83t·hm-2，且随撂荒年限延长呈显著提升趋势，其中撂荒 30 年的地块 PhytOC 积累量提升最为明显，而撂荒5年的地块积累量低于未撂荒地。
不同年限农田撂荒土壤 PhytOC 储量及其在土壤总有机碳中的占比
研究表明，农田撂荒通过改变地表植被演替，影响 PhytOC 输入量，这是驱动 PhytOC 积累的主要因素。撂荒显著改变了土壤碳、氮、磷、硅等养分含量及比值，同时影响脲酶、蔗糖酶等关键酶活性，进而促进植被生长和 PhytOC 生产。此外，土壤有效硅含量与 PhytOC 积累呈极显著正相关，对植被 PhytOC 生产和生长具有双重支撑作用。
农田撂荒土壤PhytOC封存的环境影响因素
该研究首次明确了中国西南山区农田撂荒过程中 PhytOC 的动态变化及驱动机制，证实长期撂荒（≥30 年）可显著增强土壤碳汇能力，而短期撂荒（<30 年）可能暂时降低 PhytOC 积累。这一成果为合理利用农田撂荒现象、优化区域碳汇管理提供了重要参考。该研究可为区域碳管理、生态修复与碳中和目标实现提供关键科学依据，拓展陆地生态系统长效碳汇研究的理论与应用方向。
论文全文链接：https://doi.org/10.1186/s13021-025-00312-5