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作物年产量、土地利用变化和边际土地放牧等农业活动导致土壤碳（C）储量的损失。

但是，土壤C损失在农业系统中并非普遍存在，当解决限制条件（如缺水等）时，土壤碳可适度地增加。为了表征这一问题，我们对作物生产需要灌溉的半干旱地区的已发表数据进行meta分析。

研究发现，与当地未灌溉的邻近草地或灌木地相比，谷物、棉花、玉米和非木本园艺作物的土壤C储量下降。相比之下，灌溉的多年生木本作物的种植通常会导致土壤C积累。

本研究的主要目的是确定多年生木本作物土壤C的保留机制和C积累的限制条件。通过将土壤分为颗粒态有机质（POM）和矿物结合态有机质（MAOM），可以了解土地利用变化对土壤有机碳积累的影响机理。

本研究采用滴灌法灌溉的8个苹果园和8个葡萄园，以及采用微喷灌法灌溉的8个苹果园和8个樱桃果园，分析这些果园的土壤中POM和MAOM组分中C和自然丰度13C的浓度。此外，我们还从农业用地附近的8个原生草场采集了样本进行比较。

结果表明，与原生生境相比，几十年的木本作物生产使表层（0–15 cm）土壤平均C含量翻倍增加，从10.1± 1.48 g C kg1到20.1 ± 0.96 g C kg–1。表层土壤中大部分C与POM有关，其浓度从7.9 ± 1.19 g C kg–1增加到14.2 ± 0.79 g C kg–1，增加了80%。这与作物品种有关，在樱桃园中最高，在葡萄园土壤中最低。虽然土壤C保留较少，但MAOM含量增加了166%，从2.22± 0.33增加到5.91 ± 0.62 g C kg–1;不同作物间的MAOM中C含量无显著差异，但其限制于最大值~ 12 g C kg–1。MAOM和POM的δ13C值存在显著差异：MAOM的δ13C值较高，表明微生物作用较大，而POM的δ13C值较低，与优势植被一致。

与原生生境相比，农业生境中两个组分的δ13C值均较低，这表明由于较高的C输入，在农业生境中积累了大量的未分解的C。

研究表明，该地区的土壤通过在POM和MAOM组分中保留C来响应多年生木本作物的灌溉生产。MAOM的C积累受该地区土壤矿物的限制，但对主导土壤C含量的POM不受限制，而且可能容易受到管理措施和土地利用变化的影响。

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