東北地理所在人為土壤管理對東北地區(qū)土壤有機(jī)碳含量影響方面取得進(jìn)展
土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的有機(jī)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(jī)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(jìn)行綜合評價(jià)，對于了解該地區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)有機(jī)碳含量的變化機(jī)制和預(yù)測未來農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)有機(jī)碳含量具有重要意義。
中科院東北地理所黑土保護(hù)與利用學(xué)科組科研人員基于91篇文獻(xiàn)666組研究數(shù)據(jù)進(jìn)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(jī)碳含量顯著提高了8.3%。施用有機(jī)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(jī)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(jī)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(hù)性耕作方式，提高有機(jī)碳含量的潛力有限。玉米連作條件下，提高有機(jī)碳含量的能力優(yōu)于輪作（圖1）。
此外，meta分析土壤有機(jī)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(jī)碳和養(yǎng)分含量的增加也與東北地區(qū)獨(dú)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(jī)碳含量的影響進(jìn)行了全面的定量評估，這將有助于進(jìn)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(jī)碳含量影響的平均效應(yīng)大小
圖2. 土壤管理類型對有機(jī)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(hù)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(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2022YFD1500100)、中國科學(xué)院戰(zhàn)略重點(diǎn)研究計(jì)劃項(xiàng)目(XDA28070100)、農(nóng)業(yè)部中國農(nóng)業(yè)科研體系(CARS04)等項(xiàng)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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