近日，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院諸葛玉平教授課題組在Chemical Engineering Journal發(fā)表了題為“Interactive effects of warming and drought on soil organic carbon sequestration and methane uptake in straw and biochar amended soils: Mechanisms and global implications”的研究論文。系統(tǒng)評(píng)估了增溫與干旱對(duì)不同碳改良土壤中碳-甲烷反饋效應(yīng)的交互影響新機(jī)制。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)諸葛玉平教授、潘紅副教授為本文通訊作者，博士研究生林繼彤為第一作者。

探明增溫與干旱對(duì)秸稈和生物炭改良農(nóng)田系統(tǒng)土壤碳-甲烷反饋效應(yīng)具有重要意義，但其交互作用仍需更全面的量化研究。通過整合培養(yǎng)試驗(yàn)與全球Meta分析（105組觀測(cè)數(shù)據(jù)），本研究系統(tǒng)評(píng)估了增溫與干旱對(duì)不同碳改良土壤中甲烷氧化功能的影響路徑。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，干旱通過協(xié)同削弱甲烷氧化功能（pmoA基因豐度）和微生物碳含量，使土壤CH?氧化量下降58.9%，并削弱甲烷氧化的熱敏感性。增溫引發(fā)相反的甲烷匯響應(yīng)，刺激秸稈粉碎還田土壤CH?氧化（增幅15.4%，CI: 0.348–0.656），削弱秸稈炭化還田土壤甲烷氧化活性（降幅78.4%，CI: 1.167–0.401）。增溫條件下土壤有機(jī)碳（SOC）含量呈現(xiàn)矛盾動(dòng)態(tài)，短期損失和長(zhǎng)期累積，凸顯了長(zhǎng)期原位驗(yàn)證的必要性。

本研究構(gòu)建了改良劑特異性生物地球化學(xué)框架，證明秸稈與生物炭遵循分異的碳-氣候軌跡，秸稈增強(qiáng)甲烷匯韌性，卻伴隨土壤有機(jī)碳不穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)；生物炭以犧牲甲烷氧化功能為代價(jià)換取碳持久性。此項(xiàng)工作為極端氣候加劇背景條件下的可持續(xù)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)管理提供了科學(xué)支撐。

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https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.164817