中國農田土壤固碳潛力與速率：挑戰與建議
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原標題：中國農田土壤固碳潛力與速率：認識、挑戰與研究建議
中國網/中國發展門戶網訊 土壤是陸地生態系統的核心，是人類賴以生存的重要自然資源。土壤有機碳（soil organic carbon，SOC）作為土壤肥力形成的基礎，不但影響土壤質量和功能，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、養分利用效率、土壤微生物數量和活性，進而顯著影響作物產量。同時，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濃度調節功能。地球上SOC儲量巨大且較為活躍，因而其微小變化就可能對大氣CO2濃度產生重大影響，進而影響全球氣候變化。
我國人多地少，耕地土壤質量總體不高，隨著工業化和城市化進程的高速發展，人地、人糧矛盾日益突出，土壤資源正同時面臨著保障糧食安全、發揮生態系統服務功能和應對氣候變化等多重挑戰。而農田作為受人為管理措施影響最為強烈的土壤利用方式，其?SOC?庫最為活躍。同時，農田?SOC?庫也是唯一可在較短時間尺度上通過合理利用而進行適度調節的碳庫。因此，準確把握農田?SOC?變化速率及固碳潛力對于實現我國土壤資源高效利用及農業可持續發展戰略，意義十分重大。
我國農田土壤固碳潛力及速率的基本認識
國家尺度農田?SOC?變化速率估算主要采用?Meta?分析 、土壤調查數據差減和過程模型模擬?3?類方法。Meta分析采用已發表文獻中的?SOC?數據，計算?SOC?變化速率；調查數據差減法通過兩期土壤調查采樣的?SOC?實測數據直接差減計算變化速率；過程模型模擬則采用?SOC周轉機理模型，在氣候、土壤、農業管理措施等因子驅動下，實現?SOC?變化速率估算。Meta?分析和兩期調查數據差減，在?SOC?變化速率估算中沒有整合?SOC?周轉過程，主要用于估算“過去”的?SOC?變化速率，并不能獲得?SOC?動態的逐年“演變”規律，也難以預測“未來”的固碳潛力。過程模型則整合了?SOC?周轉的機理過程，廣泛用于“未來”不同假定情景下的固碳潛力預估。此外，基于長期試驗數據建立?SOC?速率與管理措施的統計模型或獲取?SOC?飽和水平并外推至全國尺度也被用于估算農田土壤固碳潛力。
我國農田?SOC?變化速率及固碳潛力估算中所采用的方法、農田面積、土層深度、土壤及管理措施數據來源及分辨率等均存在一定差異。但總體來看，目前對我國農田土壤固碳潛力及速率的認識基本形成了以下?4?點共識。
近?30?年來中國農田表層?SOC?庫總體增加，發揮了碳匯功能
早期基于特定年份農業管理措施數據及?DNDC?過程模型的估算認為，中國農田土壤丟碳，隨著不同尺度?SOC?觀測及農田管理措施數據收集的日趨完善，Meta?分析、兩期調查數據差減及過程模型等方法估算的結果均證明（表?1），近?30?年來中國農田表層?SOC?庫總體增加，發揮了碳匯功能。其中，農田?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。
