東北地理所在人為土壤管理對東北地區(qū)土壤有機碳含量影響方面取得進展
土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的有機碳庫，在減緩氣候變化、糧食生產(chǎn)、營養(yǎng)供應(yīng)和控制侵蝕等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。中國東北黑土地區(qū)土壤有機碳(SOC)儲量豐富，然而，土壤SOC含量變化因耕作、施肥、種植制度和其他土壤管理方式而異。對這些研究進行綜合評價，對于了解該地區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)有機碳含量的變化機制和預(yù)測未來農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)有機碳含量具有重要意義。
中科院東北地理所黑土保護與利用學(xué)科組科研人員基于91篇文獻666組研究數(shù)據(jù)進行Meta分析，以闡明土壤管理類型(耕作、施肥和種植制度)對SOC含量的影響及其驅(qū)動因素。結(jié)果表明，整體上土壤管理使土壤有機碳含量顯著提高了8.3%。施用有機肥(OF) SOC含量顯著提高16.2%，且隨施肥量的增加而逐漸提高。有機肥與化肥配施顯著提高19.6%，不施肥顯著降低3.9%。土壤有機碳含量在常規(guī)耕作和深耕下分別顯著提高了9.3%和5.6%，而免耕作為一種保護性耕作方式，提高有機碳含量的潛力有限。玉米連作條件下，提高有機碳含量的能力優(yōu)于輪作（圖1）。
此外，meta分析土壤有機碳含量的效應(yīng)值大小與粘土含量和土壤養(yǎng)分顯著相關(guān)。土壤有機碳和養(yǎng)分含量的增加也與東北地區(qū)獨特的氣候(MAT和MAP)和粘粒含量密切相關(guān)（圖2）。Meta分析總體上對土壤管理類型對有機碳含量的影響進行了全面的定量評估，這將有助于進一步了解土壤SOC含量對不同土壤管理類型的響應(yīng)，并有助于確定東北地區(qū)最適宜的土壤管理類型。
圖1. 土壤管理類型對有機碳含量影響的平均效應(yīng)大小
圖2. 土壤管理類型對有機碳含量影響的SEM分析
該研究成果發(fā)表在國際期刊Agriculture Ecosystems & Environment上，東北地理所黑土保護與利用學(xué)科組碩士研究生張乃文為第一作者，鄒文秀研究員為通訊作者。該研究得到國家重點研發(fā)計劃項目(2022YFD1500100)、中國科學(xué)院戰(zhàn)略重點研究計劃項目(XDA28070100)、農(nóng)業(yè)部中國農(nóng)業(yè)科研體系(CARS04)等項目聯(lián)合資助。
論文信息如下：
Naiwen Zhang, Xu Chen, Jing Wang, Hongxin Dong, Xiaozeng Han, Xinchun Lu, Jun Yan, Wenxiu Zou *,. Anthropogenic soil management performs an important role in increasing soil organic carbon content in northeastern China: A meta-analysis. Agriculture, Ecosystems & Environment, 2023. 350. 108481.
鏈接：https://doi.org/10.1016/j.agee.2023.108481
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