新京报讯(记者 周怀宗)土壤中的有机碳含量,是衡量土壤肥力最重要的指标之一。记者从中国农业科学院获悉,近日一项基于近40年来内蒙古土壤有机碳储量变化的研究显示,该地体碳储量变化的主要动因,包括温室效应导致的气候变化和放牧加剧等人类活动。该研究由中国农业科学院农业资源与农业区划研究所唐华俊院士项目组完成。


在草地中,土壤有机碳占据草地碳储量的绝大部分。内蒙古草原是我国典型的草原区,过去十数年中,内蒙古草原中所有土壤类型中的土壤有机碳均在下降。


据项目组成员辛晓平介绍,土壤碳分为有机碳和无机碳,无机碳通常以土壤碳酸盐矿物态碳形式存在,很难被生物分解利用,有机碳主要以植物残体和腐殖质形式储存在土壤中,可以被生物分解利用。


内蒙古草原。中国农科院供图。


土壤有机碳与植被生物量碳一起构成生态系统碳库。在草地生态系统中,土壤有机碳是主要的碳库,占生态系统碳储量的80%以上。在中国草原这个比例更高,达到90%左右。


此次研究团队基于1963—1964年、2007—2011年两个时期的土壤剖面调查数据,利用科学方法进行分析,分离和探明了气候变化、放牧两大因素对内蒙古草原土壤有机碳储量变化的贡献率。


研究结果显示,从1963年到2007年,除风积沙质土壤中土壤有机碳没有变化之外,内蒙古草原所有土壤类型的土壤有机碳均有下降,平均下降速率为1.8千克碳/平方米,总下降幅度约22.9%,相当于每年下降0.52%。其中气候变化对土壤有机碳下降的贡献率为15.3%—34.9%,而放牧强度影响的贡献率小于9.5%。


“以前普遍认为人类的活动,主要是过度放牧,是导致土壤有机碳下降的主要原因,目前我们的结果显示,内蒙古草原土壤有机碳下降受到气候变化和人类活动的双重影响,在40年的尺度上,气候变化是更主要的驱动力。”辛晓平说。


气候变化是如何影响土壤有机碳含量的?辛晓平介绍,“气候包括温度、水分等多种因素,尤其是温度和水分,两者的耦合作用非常复杂。举例来说,温室效应加剧了土壤温度升高,可能会促进微生物活动,使得有机碳加速分解,但温度升高的同时,水分的多少又会导致不同的结果出现,所以,这是一个复杂而多元的体系”。

 

土壤有机碳的含量直接影响着土壤肥力,进而影响着草原生态系统,土壤有机碳微小的变化,甚至能反转区域内的碳平衡。“土壤碳库的变化是长期性的,且很难逆转,”辛晓平说,“举例来说,土壤有机碳减少,意味着土壤营养水平下降,不利于植物生长,植物变少,土壤中的有机碳积累就会变少,土壤变得更贫瘠。反之亦然,土壤肥沃,植物生长更好,有机碳积累更多,土壤也会变的更肥沃。这是一个连锁反应。”

 

探明土壤有机碳流失动因之后,是否能帮助我们更好地改变现状?对此,辛晓平解释称,“在气候变化的方面,目前还没有太好的办法。但在人类活动尤其是放牧方面,可以通过进一步规范草原管理,通过生态修复提高草原生产力等方法,减缓草地土壤有机碳的流失”。


相关研究成果在线发表在《全球生物地球化学循环(Global Biogeochemical Cycles)》上。


新京报记者 周怀宗

编辑 穆祥桐 校对 柳宝庆