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南京土壤所在中国农田土壤有机碳时空变化及其驱动力分析方面取得重要进展_南京土壤研究所

南京土壤研究所 免费考研网/2018-05-14

土壤有机碳(SOC)作为土壤肥力形成的基础,不但影响土壤质量及功能,而且在全球气候变化中扮演重要角色。近30年来,中国农田施肥、耕作、秸秆还田等农业管理措施经历了巨大变化,然而,从国家尺度上来说,这些变化对中国农田SOC时空变化的影响及主要驱动因子的贡献仍不明晰。

针对这些问题,在中科院先导专项及国家自然科学基金等的资助下,南京土壤所联合中科院沈阳生态所、地理资源所、水保所、亚热带农业生态所、成都山地所等科研院所,以及南京农业大学、西南大学等高校,通过1980及2011年两个时段SOC实测数据及其对应点位管理措施实地调查数据的系统分析,发现中国农田表层SOC由1980年的28.56 t C/ha增加到了2011年的32.90 t C/ha,净增幅4.34 t C/ha,作物根系、秸秆及其它(主要是有机肥)碳输入变化对SOC增幅的贡献分别为30%、40%和30%,为中国农田土壤总体固碳提供了直接证据。

进一步从影响农业管理决策的经济和政策因素角度阐释了国家尺度农田SOC时空变化的驱动力,发现在中国农田相对较低初始SOC含量的背景下,2000年之前,作物增产经济效益驱动的化肥投入增加而导致的作物根系生物量增加是碳输入的主要影响因子,而2000年后,秸秆还田政策大规模推广导致的土壤碳输入增强则占支配地位,从而揭示了经济和政策驱动的碳输入增强是近30年来中国农田SOC累积的主要原因。并发现化学N肥过量输入及耕层变浅是未来可能限制中国农田土壤固碳的主要因子,为我国进一步优化农业管理措施、实现土壤固碳及肥力提升双赢战略提供了依据。

上述研究成果于2018年4月17日发表于美国国家科学院院刊PNAS。

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中国农田表层SOC库变化(a)及秸秆还田(b)和作物C输入变化(c)

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