土壤有机碳是最大的陆地碳库。整合全球土壤剖面数据，运用修正的“空间代替时间”方法，项目发现2°C增温将导致0-1米土层土壤有机碳损失约700亿吨，并且主要集中在0-0.3米土层。

Soil organic carbon (SOC) is the largest terrestrial carbon pool. Combing a global data set of profile measurements of SOC with a modified approach of “space-for-time-substitute”, this project estimated that global SOC loss in the 0–1 soil layer is ~70 Pg C, and most of which occurs in the top 0.3 soil layer.

项目负责人为浙江大学百人计划研究员罗忠奎。罗忠奎研究组长期致力于大尺度全剖面土壤有机碳形成、周转机制及其过程模拟研究，取得了一系列原创成果，近五年来在Nature Communications、Global Change Biology、Soil Biology & Biochemistry等国际主流期刊发表了系列高水平论文。相关研究获得了国家重点研发计划政府间重点专项项目、国家自然科学基金面上项目和专项项目以及国家自然科学基金重点项目的支持。研究组目前有三名博士后、五名博士研究生和六名硕士研究生，是一个年轻、充满活力、有冲劲的研究团队。

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土壤有机碳是陆地生态系统最大的碳库，构成了土壤肥力的基础和陆地生态系统元素循环的纽带。气候变化背景下，土壤有机碳的损失不仅直接影响粮食生产安全，同时也会对气候变化产生重要的正反馈作用。

准确量化土壤有机碳对气候变化的响应一直以来是土壤和全球变化研究领域的热点和难点。然而，传统研究手段存在一定的局限性，例如在森林生态系统中进行的实验只加热土壤而不加热森林冠层），以及相对较短的持续时间（在实验室培养中为几天/几个月，在野外加热实验中为数年/数十年）。

针对目前研究的挑战和研究手段的局限性，罗忠奎研究团队基于全球11多万个0~2 m土壤剖面数据，创造性地应用空间代替时间和Meta分析相融合的方法，突破了实验研究难以解决的短期和骤然增温的局限性，量化了全球0~2 m土壤剖面有机碳对长期变暖的响应，并明确了2 °C变暖情景下0~2 m土壤有机碳变化的全球空间分布格局。同时针对实验研究中土壤取样破坏了有机碳野外原位环境的局限性，提出了一种简单易操作且成本低廉的野外原位量化土壤剖面有机碳响应气候变化的创新性实验方案。

主要研究结果表明土壤有机碳对变暖的响应强烈地依赖于土壤深度，随着土壤深度增加，有机碳损失逐渐降低。具体而言，1 °C变暖将会导致全球0-0.3 m、0.3-1 m和1-2 m土壤有机碳分别损失6.0%，5%和1%。随着增温幅度的增加，0-0.3 m、0.3-1 m和1-2 m的土壤有机碳损失分别以4% °C-1，2% °C-1和1% °C-1的速率增加。

该研究团队进一步分析发现土壤自身的有机碳含量多少是决定响应强弱的最主要因素，有机碳含量高的土壤更容易受到变暖的影响；此外，年均温和年均降水等气候因素也对响应的强弱具有重要影响。不同生态系统土壤有机碳对全球变暖的响应也存在较大差异，其中北方森林土壤有机碳损失最多。基于此研究结果，研究团队估算发现：2 °C变暖情景下，全球土壤有机碳损会使大气CO2浓度增加约24%，这将显著增强“温室效应”，进一步加剧全球变暖。