土壤有機(jī)碳礦化釋放CO2,是土壤與大氣快速交換CO2的主要形式,土地利用變化是影響土壤有機(jī)碳含量和動態(tài)的重要因子之一,也是僅次于化石燃料燃燒引起大氣CO2濃度變化的一個重要原因,對全球碳循環(huán)以及氣候變化有著重要的影響。1999年,國家開始在長江上游和黃河中上游地區(qū)實施退耕還林還草工程,重建長江上游生態(tài)屏障。十幾年來,退耕還林還草工程的環(huán)境效應(yīng)是否沿著預(yù)期的方向發(fā)展?評估退耕還林還草對土壤固碳能力的影響,不但可以為估算土壤碳儲量提供科學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),而且可以對土壤碳循環(huán)與全球氣候變化之間的相互作用研究提供依據(jù)。
中國科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所張建輝研究員等人對四川盆地紫色土丘陵區(qū)在實行退耕還林還草工程后,土壤碳庫變化以及土壤固碳能力進(jìn)行了研究。通過選取不同利用類型的土地(包括耕地、退耕地、原始非耕地),以不同地形景觀位置連續(xù)深度的土壤樣品,測定其有機(jī)碳、總氮含量以及相關(guān)物理化學(xué)性質(zhì)。
研究結(jié)果顯示退耕地土壤表層(0-15cm)有機(jī)碳濃度(1.90–1.95 kg m-2)比耕地(1.41–1.65 kg m-2)顯著增高;退耕地近表(0-5 cm)的C/N比率也較耕地高,且退耕前土壤侵蝕強(qiáng)烈坡位(上坡)較弱侵蝕和土壤沉積坡位(中、下坡)高。進(jìn)一步表明:退耕后,退耕地原土壤侵蝕強(qiáng)烈的景觀位置有更高的固碳能力。由于耕作侵蝕和水蝕的作用,耕地有機(jī)碳濃度在沿坡方向的分布呈現(xiàn)高度的變異性,而退耕地各景觀位置有機(jī)碳濃度基本相似,景觀因素已沒有明顯的影響?偟恼f來,耕地轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸睾?0年來明顯增加了土壤有機(jī)碳含量,退耕措施顯著改善了土壤表層的固碳水平。
該研究成果近期以Soil organic carbon stock and distribution in cultivated land converted to grassland in a subtropical region of China 為題發(fā)表于國際專業(yè)期刊Environmental Management(2014,53:274-283)。
該研究得到了國家自然科學(xué)基金項目(41271242)和中國科學(xué)院成都山地所“一三五”項目(SDS-135-1206)的資助。
