土壤有机质（SOM）的分子多样性被认为是影响土壤有机碳（SOC）积累的关键因素，而在土地利用变化过程中，随着SOC含量的变化，SOM的分子多样性也可能会发生变化。然而，自然湿地开垦前后SOM的分子多样性与SOC之间的相关关系尚不清楚。
为此，本研究选择了七组自然湿地-开垦湿地进行空间配对采样。使用热裂解-气相色谱-质谱评估了SOM的分子多样性，并研究了驱动SOM分子多样性变化的因素（包括微生物群落特征、酶活性、土壤碳矿化速率和土壤环境因素）。
结果表明，分子多样性（Shannon和Richness）在天然湿地和稻田土壤中均随着有机碳含量的增加而增加，而土壤碳矿化速率则随着分子多样性的增加而降低。这表明，即使在厌氧或者周期性厌氧的环境中，分子多样性与有机碳之间的正相关关系也没有脱钩。因此，SOM的分子多样性可以作为土壤碳库可持续性的指标。微生物生物量和酶活性特征是影响土壤碳动态和分子多样性的重要因素。分子多样性在湿地垦殖后随着土壤有机碳的损失而降低。与天然湿地相比，水稻土壤中脂肪族和烷基化合物的相对比例下降，含氮化合物的相对比例增加。此外，尽管水稻土中存在较大比例的难降解碳（酚类和芳香族），但土壤碳矿化率却在增加，分子多样性在抑制土壤矿化率方面发挥了积极作用。我们的研究为理解开垦影响下的湿地土壤有机碳动态提供了一个基于分子多样性的视角。
图1 天然湿地和水稻田土壤有机质分子多样性的驱动因素
图2 土壤有机质分子多样性与碳矿化速率的关系
图3 本研究的概念图。在湿地和水稻田土壤中，分子多样性随着土壤有机碳含量的增加而增加。此外，尽管稻田土壤中存在较大比例的难分解碳，但土壤碳矿化速率仍在增加。概念模型揭示了湿地开垦对土壤碳库可持续管理的潜在风险。
研究成果近期发表在土壤学国际期刊Soil & Tillage Research（中国科学院1区Top期刊）上。湿地生态系统管理学科组博士生尹晓雷为论文第一作者，邹元春研究员为通讯作者。研究得到国家自然科学基金（42222102、42230516、42171107、W2412051）和吉林省科技厅（20230508089RC）资助。
论文信息：
Xiaolei Yin,Xiaofei Yu,Lei Qin,Ming Jiang,Xianguo Lu,Yuanchun Zou*. Reclamation leads to loss of soil organic carbon and molecular complexity: Evidence from natural to reclaimed wetlands. Soil & Tillage Research,2025,248,106436.
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.still.2024.106436.
