多年生作物是指生产生命周期超过一年的作物，例如苹果树或甘蔗。多年生作物占全球农田的 30% 1。尽管其空间覆盖范围很大，但多年生作物种植园对土壤性质的影响尚未完全了解，迄今为止的文献结果尚无定论。例如，研究报告土壤有机碳 (SOC) 较高2、3，较低4、5或等于6过渡到多年生作物后。这种差异可能是由于已发表的研究具有多样性，这些研究是在不同的气候和土壤类型、不同的作物和管理实践中进行的。此外，还使用了各种实验设计、采样策略（频率和土壤深度）和分析方法。因此，研究无法直接进行比较，并且无法轻易得出关于多年生作物种植对 SOC 储量的影响及其潜在机制的结论。

因此，导致缺乏明确结论的一个主要问题是不存在统一的数据。我们提供的数据集填补了这一空白：我们编制了迄今为止最大的数据集，其中包括评估以下因素对 SOC 和土壤质地参数影响的研究：(a) 时间动态，例如呈现跨年的值 (b) 多年生作物的土地利用变化，例如，从一年生作物或森林到多年生作物；(c) 不同的管理做法，例如土壤改良。我们提供了基本的气候信息：年平均气温和降水量、地形和生物气候区域。我们还协调了数据输入值。协调数据的过程是将来自不同和异构来源和格式的数据组合成单个、一致、集成的数据集。7 , 8来自全球土壤信息系统 (GLOSIS) 或 SoilGrids 9。我们提供的数据集不仅补充了 SOC 存量数据，还提供了有关 SOC 变化的更多信息。

我们纳入了不同最终用途类型的多年生植物：(i) 食品和饮料作物，如柑橘或咖啡，(ii) 生物能源作物，如芒草或柳枝稷，(iii) 短轮伐期的矮林树，如杨树和柳树， ( iv) 动物饲料，如臂形草或滨藜，(v) 农林业和 (vi) 其他生物产品，如棉花或苎麻。

数据位于Figshare 10。该数据集总共包含来自除南极洲外各大洲32个国家的180项研究、709项实地研究、58种作物的1605个ID条目的信息，涵盖了所有适合农业的生物气候区域（图1  ）。作物和所包括国家的列表位于仅在线的表 1中一些领域的代表性仍然不足，但我们希望该数据集的发布将鼓励填补这些空白。每个 ID 条目都是一个配对比较点。ID 条目包含单个 SOC 测量值（如果可能），或者包含绘图级别的聚合数据（当无法获取单个值时）。这已在数据集中清楚地表明，以及指定的聚合数据中的子样本数量（这些数据可用）。没有考虑大规模（即本地或区域）汇总的数据。每个 ID 条目包含有关 SOC 动态的信息，这些信息可以是时间数据，也可以是配对比较数据，包括作物年龄和转换为多年生植物以来的时间，可以用作时间信息的替代（更多详细信息，请参阅方法）。对于每个 ID 条目，数据集包含： 2）。我们只纳入了有关多年生作物种植园建立日期和作物年龄信息的研究。这是一个必要条件，因为否则时间碳动力学无法量化。上述基本要求要求我们放弃许多报告多年生作物 SOC 变化的论文，其中大多数缺乏有关作物年龄的信息。丢弃论文的第二个常见原因是单独报告 SOC 变化，而不是作为经验配对值。更大规模的聚集也很频繁。

这个统一的数据集对于支持土地利用变化和碳循环反馈的全球建模、支持气候智能型农业战略的制定、可持续农业政策的制定、计算全球部署多年生生物能源作物的潜在碳节约量以及支持“每千人 4 人”倡议11、12等。事实上，作为使用这些数据进行的许多潜在分析中的第一个，正在使用这些数据集开发多年生作物土壤有机碳变化的全球模式的经验模型。

经验数据收集

我们通过系统地检索文献并咨询全球研究人员来识别和共享可用数据，从而编制了数据集。我们还使用关键词“多年生作物”、“土壤有机碳”和“多年生土壤有机碳”在 ISI Web of Knowledge、GoogleScholar 和 Figshare 中进行搜索。我们还跟踪了这些搜索中确定的论文的参考文献，并通过电子邮件联系了一些作者。

对于每个 ID 条目，我们都以研究中给出的原始单位添加了原始研究中的所有可用数据。这包括有关位置、气候、作物、土壤特征和土壤样本数量、时间/配对站点数据和原始研究来源的信息。仅在线表2中提供了完整的详细信息和所有条目的列表 。此外，我们将农作物分为三大类：木本植物、棕榈树和草类（仅在线表 1）。

对于 ID 输入，给出了两个 SOC 和土壤特征值。该组的第一对被命名为“当前 SOC 和土壤特征”，表示最近时间点的 SOC 值（对于时间数据）、常年土地利用（对于包括不同土地利用的配对场地数据）或新的管理与传统（对于包括不同作物管理的配对站点数据）。配对的 SOC 和土壤特征值位于“先前的 SOC 和土壤特征”下。

添加到数据集中的额外字段：气候、地形、土壤特征

我们添加了来自不同全球免费数据集的气候变量、地形、土壤特征和粮农组织生态区分类值的附加值。在每种情况下，我们都使用原始来源中给出的地理坐标来提取附加信息。我们没有使用这些信息来填补空白，而是将其与补充数据集一起提供。可以使用 ID 条目来匹配和合并数据点。

该图的气候信息是从 WorldClim v2 数据集13中提取的，该数据集使用 1970-2000 年的平均每月气候数据 ( WorldClim )。此外，我们还增加了气候缺水指数14，并计算了水或气候压力的指标P/(T+10)，其中P是年降水量，T是年平均气温。详细信息和单位参见在线表 3。

有关土壤质地和化学性质的信息来自 SoilGrid 数据库15，该数据库提供了 7 个土壤深度的 250 m 分辨率信息 (https://soilgrids.org/#!/?layer=TAXNWRB_250m&vector=1)。详细信息和单位在仅在线表3中给出 。

为了描述生态区的特征，我们使用了联合国粮农组织的生态植物区地图 (cdiac.ess-dive.lbl.gov/ftp/global_carbon/ecofloristic_zones.zip)。仅在线表 3中给出了详细信息和区域。

高程信息是从 SRTM 4.1 版本中提取的，分辨率约为。250 m 16，来自服务器http://srtm.csi.cgiar.org/SELECTION/inputCoord.asp。利用该高程信息，我们使用 QGIS 17创建了数字高程模型 DEM，并导出了绘图坐标处的高程、坡度、坡向、山体阴影和粗糙度值。详细信息和单位在仅在线表3中给出 。我们还添加了来自粮农组织农业生态区 (GAEZ v3.0)、服务器 ( FAO Map Catalog ) 的坡度类别。级别为： 1 级，坡度 0–2%；2 级：2–5%；3级：5-8%；4 级：8–16%；5级：16-30%；6 级：30–45%，7 级：>45%。

统一单位

对于土壤性质，如果土壤质地、粘土、沙子和淤泥的值不在原始研究中的单位中，则将其转换为百分比。为此，g/kg 值除以 10。

土壤容重 (BD)、质地和 pH 值并未填补空白，而是在未提供时保留为 NA。这是为了避免掩盖哪些数据是经验数据，哪些数据不是。只有 51% 的研究报告了 BD 值，43% 的研究报告了土壤质地。但每个点的 BD、质地和 pH 信息可以在添加到从 SoilGrids 数据集获得的字段中找到，在样本点中间深度的土壤深度处。如有必要，此信息可用于填充这些字段。

原始研究中的 SOC 值以浓度 g/kg ( SOC con ) 或碳储量 Mg/ha ( SOC stock ) 表示。我们最初考虑使用等式18来转换这些值：

SOCstock=SOCcon∗BulkDensity∗depth∗(1−rockfragmentsfraction).

然而，这种转换会增加额外的不确定性，因此不符合我们提供尽可能原始且接近经验值的 SOC 值的原则。此外，当比较转换后的 SOC 值与未转换的数据时，我们发现使用原始单位的数据范围与转换后的数据之间存在偏差。我们假设这可能是由于使用聚合数据或对多个样本单独使用 BD 19、20，或使用不同的方法21，或不同的采样深度或土芯环尺寸，或缺乏有关岩石碎片的信息。考虑到这一点，我们得出的结论是，这种转变并不合适，与之前的报告一致5。因此，在此数据集中，我们使用原始研究的单位提供 SOC 值，这意味着大约 30% 的单位为 g/kg ( SOC con )，其他 70% 的单位为 Mg/ha ( SOC stock )。

对于气候变量、温度和降水，保留了原始研究中报告的值。另外，我们添加了从 WorldClim 数据集中获得的值，该数据集有 30 年的滞后时间，是 1970 年至 2000 年的平均气候值。“温度”和“降水”字段是提供的数据中唯一填补空白的字段。主数据库（大约 1% 的情况）。大多数原始研究都提供了温度和降水的平均值，但几乎没有具体说明时间段。

数据聚合量化

我们添加了一个新字段来指示原始数据集是否包含有关单个 SOC 经验测量或聚合数据的信息（在“数据”部分，仅在线表 2）。此外，条目“N 个图”和“N 个样本”指定了原始研究中提供的每个条目的经验测量数量。我们添加了一个名为“Nmeasured”的新字段，它是图的数量乘以样本​​的数量。因此，这个值也表明了数据聚合的程度。当原始研究中仅指示样地数量或每样地的样本数量时，这就是该字段中给出的值。当原始研究中没有报告这两个值时，测量次数设置为 1。在数据集中，108 个数据点包含单个测量值，965 个 ID 条目是聚合数据，其余 532 个样本没有详细信息提供了聚合。在 965 个具有汇总数据的条目中，只有 319 个 (33%) 报告了原始研究中的标准偏差或变异。

该数据集采用电子表格格式，可在FigShare存储库10中找到，标题为“多年生作物土壤有机碳变化协调经验值全球数据集v1.0”

创作者有：Alicia Ledo、Jonathan Hillier、Pete Smith、Eduardo Aguilera、Sergey Blagodatskiy、Francis Q. Brearley、Ashim Datta、Eugenio Diaz-Pines、Axel Don、Marta Dondini、Jennifer Dunn、Diana Marisa Feliciano、Mark A. Liebig、荣朗、Mireia Llorente、Yuri Lopes Zinn、Niall McNamara、Stephen Ogle、张才勤、Pere Robira、Rebecca Rowe、José Luis Vicente Vicente、Jeanette Whitaker、Qian Yue、Ayalsew Zerihun。