近日，水土保持与荒漠化整治全国重点实验室刘刚研究员课题组在土壤有机碳含量对侵蚀泥沙分选及泥沙结合态有机碳流失的影响研究方面取得新进展。研究成果以“Characteristics of sediment sorting and sediment bound organic carbon loss during soil erosion under different soil organic carbon levels”为题，发表在Journal of Advanced Research (IF=17.1)。水土保持与荒漠化整治全国重点实验室为第一完成单位，博士研究生刘亚为论文第一作者，刘刚研究员为通讯作者。
土壤侵蚀导致的土壤有机碳（SOC）流失是土地退化的关键驱动因素。SOC 既是流失对象，也是影响侵蚀过程的关键土壤性质。一方面，较高的SOC含量能够增强土壤团聚体稳定性，从而降低侵蚀量（抑制碳流失）。另一方面，一旦侵蚀发生，较高的SOC含量会导致被侵蚀的泥沙携带更多的有机碳，可能加剧碳的净流失（促进碳流失）。然而，SOC 含量对侵蚀过程中泥沙结合态有机碳（SBOC）流失的双重作用，及其与泥沙分选过程的关联机制尚未明确，制约了碳流失预测模型的精度。基于此，本研究对6种有机碳含量梯度的土壤进行了不同坡度、不同降雨强度的模拟降雨试验，系统分析了产沙量、泥沙颗粒分选性、SBOC浓度及SBOC流失率的变化特征，结合机器学习和结构方程模型，明确了SBOC流失的主导影响因素与驱动路径。
研究结果表明，SOC提升通过强化团聚体稳定性降低坡面产沙、削弱泥沙分选性。SOC对SBOC流失存在双向调控：增加可迁移碳源促进流失及稳定土壤结构减少流失。在本试验区间碳源效应占优，SBOC 流失速率随SOC含量的增加呈对数上升。然而，当SOC＞18.36 g kg-1后结构稳定效应可能转为主导。研究进一步使用随机森林特征重要性分析及结构方程模型，揭示了SBOC浓度主要受泥沙分选作用和土壤性质调控，SBOC流失速率主要由坡面流水动力学与产沙量耦合驱动；而SOC通过直接影响和间接调控泥沙分选及产沙过程，参与SBOC流失过程。
研究阐明了SOC—泥沙分选—有机碳流失完整耦合机制，为构建过程式碳流失预测模型、水土保持与土壤固碳协同治理提供理论基础。
该研究得到国家重点研发计划（2024YFD1501104）、国家自然科学基金（42277344、U22A20613、42125705）、陕西省自然科学基础研究计划（2024JC-JCQN-39）以及陕西省重点研发计划（2025GH-YBXM-062）的联合资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jare.2025.10.074.
图1 土壤有机碳（SOC）含量与泥沙结合态有机碳（SBOC）浓度及SBOC流失速率之间的关系
图2 泥沙结合态有机碳（SBOC）浓度（a）和 SBOC流失速率（b）影响因素的相关性分析及基于机器学习的特征重要性分析
图3 关键影响因素对泥沙结合态有机碳（SBOC）浓度及SBOC流失速率的驱动路径及效应值
