表层土壤有机碳总体呈碳汇趋势

上一篇 / 下一篇  2011-06-02 16:45:47

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  土壤有机碳(SOC)库是陆地生物圈中最大的碳库,约占陆地生态系统总碳储量的三分之二,其中农田土壤有机碳库占全球陆地碳库的8%—10%。然而,由人类活动引起的土地利用/覆盖变化已成为影响土壤碳库动态的最直接原因,其中最严重的干扰就是将自然植被转变为耕地。中国西北干旱区具有独特的山盆相间的地貌格局,形成了典型的以“山地-绿洲-荒漠”为主体的流域生态系统,其结构完全不同于世界其它干旱区,如非洲Savanna稀树草原地区、中东干旱沙漠区域、澳洲中西部干旱区及北美干旱区等。中国西北干旱区流域生态系统一直受到人类活动的强烈影响,半个世纪前人类大规模的水土开发使得流域下部的荒漠覆被土地转变为人工绿洲,以天山北坡为例,近50年耕地面积增幅约150%,其后在不同农业管理模式的影响下,土壤碳库发生了显著变化。

  中国科学新疆生态与地理研究所陈曦研究团队,在国家重点基础研究发展计划(973计划)(2009CB825105)的支持下,以干旱区典型的三工河流域下部的人工绿洲为例,基于CENTURY模型,研究了人工绿洲开发前后及农业管理模式变化对表层土壤有机碳库(0-20cm)的影响。CENTURY模型模拟结果表明:(1)研究区荒漠灌木林地开垦为人工绿洲后,在最初的两年土壤总有机碳(TOC)快速增加,随后呈逐渐下降的趋势;(2)研究区人工绿洲在被开发后50年的连续耕作下,平均土壤TOC呈先增后减再增的“N”型变化趋势,但最终土壤TOC超过了原始自然状态下的TOC,而且2008年土壤TOC比原始荒漠状态增加7.74%,说明研究区表层土壤有机碳总体呈“碳汇”趋势。

  尤其在研究区实施了免耕、秸秆粉碎还田、科学测土配方施肥等保护性耕作措施后,土壤固碳效应明显,这完全不同于热带森林、中国北部温带半干旱草原及非洲Savanna半干旱稀树草原开垦为耕地后土壤有机碳大量损失的结论。

  相关研究成果发表于《生态复杂性》(Ecological Complexity )(Volume 8, issue 1, 2011)。(来源:中国科学院新疆生态与地理研究所)


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