中國農(nóng)田土壤固碳潛力與速率：挑戰(zhàn)與建議
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原標(biāo)題：中國農(nóng)田土壤固碳潛力與速率：認(rèn)識(shí)、挑戰(zhàn)與研究建議
中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的核心，是人類賴以生存的重要自然資源。土壤有機(jī)碳（soil organic carbon，SOC）作為土壤肥力形成的基礎(chǔ)，不但影響土壤質(zhì)量和功能，而且在全球氣候變化中扮演重要角色。SOC是土壤肥力的決定性因素，其含量高低、質(zhì)量好壞直接影響土壤肥力屬性，即土壤有效持水量、保肥能力、養(yǎng)分利用效率、土壤微生物數(shù)量和活性，進(jìn)而顯著影響作物產(chǎn)量。同時(shí)，作為土壤碳庫的重要組成部分，SOC通過土壤微生物分解釋放二氧化碳（CO2），而大氣中的CO2則通過光合作用被固定到植物體，植物根系、凋落物及人為歸還使得植物體中的部分碳再次歸還到土壤中。因此，SOC具有一定的大氣CO2濃度調(diào)節(jié)功能。地球上SOC儲(chǔ)量巨大且較為活躍，因而其微小變化就可能對(duì)大氣CO2濃度產(chǎn)生重大影響，進(jìn)而影響全球氣候變化。
我國人多地少，耕地土壤質(zhì)量總體不高，隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的高速發(fā)展，人地、人糧矛盾日益突出，土壤資源正同時(shí)面臨著保障糧食安全、發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和應(yīng)對(duì)氣候變化等多重挑戰(zhàn)。而農(nóng)田作為受人為管理措施影響最為強(qiáng)烈的土壤利用方式，其?SOC?庫最為活躍。同時(shí)，農(nóng)田?SOC?庫也是唯一可在較短時(shí)間尺度上通過合理利用而進(jìn)行適度調(diào)節(jié)的碳庫。因此，準(zhǔn)確把握農(nóng)田?SOC?變化速率及固碳潛力對(duì)于實(shí)現(xiàn)我國土壤資源高效利用及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，意義十分重大。
我國農(nóng)田土壤固碳潛力及速率的基本認(rèn)識(shí)
國家尺度農(nóng)田?SOC?變化速率估算主要采用?Meta?分析 、土壤調(diào)查數(shù)據(jù)差減和過程模型模擬?3?類方法。Meta分析采用已發(fā)表文獻(xiàn)中的?SOC?數(shù)據(jù)，計(jì)算?SOC?變化速率；調(diào)查數(shù)據(jù)差減法通過兩期土壤調(diào)查采樣的?SOC?實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)直接差減計(jì)算變化速率；過程模型模擬則采用?SOC周轉(zhuǎn)機(jī)理模型，在氣候、土壤、農(nóng)業(yè)管理措施等因子驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)?SOC?變化速率估算。Meta?分析和兩期調(diào)查數(shù)據(jù)差減，在?SOC?變化速率估算中沒有整合?SOC?周轉(zhuǎn)過程，主要用于估算“過去”的?SOC?變化速率，并不能獲得?SOC?動(dòng)態(tài)的逐年“演變”規(guī)律，也難以預(yù)測(cè)“未來”的固碳潛力。過程模型則整合了?SOC?周轉(zhuǎn)的機(jī)理過程，廣泛用于“未來”不同假定情景下的固碳潛力預(yù)估。此外，基于長(zhǎng)期試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立?SOC?速率與管理措施的統(tǒng)計(jì)模型或獲取?SOC?飽和水平并外推至全國尺度也被用于估算農(nóng)田土壤固碳潛力。
我國農(nóng)田?SOC?變化速率及固碳潛力估算中所采用的方法、農(nóng)田面積、土層深度、土壤及管理措施數(shù)據(jù)來源及分辨率等均存在一定差異。但總體來看，目前對(duì)我國農(nóng)田土壤固碳潛力及速率的認(rèn)識(shí)基本形成了以下?4?點(diǎn)共識(shí)。
近?30?年來中國農(nóng)田表層?SOC?庫總體增加，發(fā)揮了碳匯功能
早期基于特定年份農(nóng)業(yè)管理措施數(shù)據(jù)及?DNDC?過程模型的估算認(rèn)為，中國農(nóng)田土壤丟碳，隨著不同尺度?SOC?觀測(cè)及農(nóng)田管理措施數(shù)據(jù)收集的日趨完善，Meta?分析、兩期調(diào)查數(shù)據(jù)差減及過程模型等方法估算的結(jié)果均證明（表?1），近?30?年來中國農(nóng)田表層?SOC?庫總體增加，發(fā)揮了碳匯功能。其中，農(nóng)田?20?cm?深度的土壤年固碳量在?9.6—25.5?Tg?之間，30?cm?深度在?11—36.5?Tg?之間。單位耕地面積的固碳速率，20?cm?深度每年?74—184?kg?C/ha，30?cm?深度則為每年?85—281?kg?C/ha。
