近日，中国农业科学院农田灌溉研究所联合英国洛桑研究所通过构建多尺度土壤碳模型发现，实验室培养试验因无法还原田间物理环境，会错误预测温湿度变化对土壤CO₂排放的影响。相关成果发表于《Soil Biology and Biochemistry》（土壤生物学与生物化学）。

准确量化土壤呼吸的温湿度敏感性是评估土壤有机碳对全球变暖响应的基础，而当前主流土壤碳模型依赖的实验室培养数据存在缺陷。无论培养使用原状土还是扰动土，试验操作会破坏土壤天然物理结构，干扰土壤呼吸关键过程，导致模型预测田间土壤碳库对全球变化响应的可靠性存疑。

为突破传统模型局限，研究团队摒弃基于简单经验公式的路径，构建出量化土壤孔隙中‌氧气扩散与消耗过程并考虑微生物非均匀分布的土壤呼吸微观模型，然后通过‌空间尺度转换方法‌，将微观机制外推到宏观土壤剖面尺度，从而能模拟温度和水分变化对土壤剖面碳排放的影响。通过与已报道的实验室培养试验和田间试验数据对比，团队不仅验证了模型的准确性，并利用模型计算了培养试验数据在设定的温湿度条件下人为改变土壤填装深度、孔隙度和养分可利用性等导致的结果偏差，进而量化了因土壤物理环境失真所导致的误差方向。该成果为研发下一代土壤碳循环预测模型提供了关键机制框架与实证依据。

该研究获国家重点研发计划和中国农业科学院科技创新工程资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2025.109870