近日，中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員蘇以榮團隊通過一項研究闡明了稻田和旱地土壤有機碳的固持途徑，為農(nóng)田土壤有機碳庫的管理提供了科學依據(jù)。相關(guān)研究成果發(fā)表于《全球變化生物學》。
基于配對采樣原則，團隊成員在我國東部的中溫帶—黑土區(qū)、暖溫帶—潮土區(qū)、亞熱帶—紅壤區(qū)和熱帶—磚紅壤區(qū)4個水稻分布氣候區(qū)，隨機采集了240對稻田和旱地表層土壤樣本。分析發(fā)現(xiàn)，4個區(qū)域稻田土壤有機碳固持效率比相鄰旱地土壤高出39%至127%，且較溫帶和暖溫帶而言，這一差距在亞熱帶和熱帶地區(qū)更為顯著。
研究人員進一步隨機選擇了40對土壤樣本，并量化植物殘體來源碳和微生物殘留物來源碳對土壤有機碳積累的貢獻。結(jié)果表明，稻田土壤固持的有機碳有33%至54%來自植物殘體、28%至36%來自微生物，兩者比例在旱地中分別為19%至42%和40%至59%，從絕對值來看，稻田土壤中植物殘體來源碳庫的大小是旱地土壤的3.3倍。
研究結(jié)果顯示，稻田土壤突出的碳固持能力主要是由于淹水限制了微生物活性、抑制了植物殘體微生物分解過程，從而促進了植物殘體的直接積累。但稻田土壤中積累的有機碳穩(wěn)定性低、易受環(huán)境變化或人為干擾而丟失。
蘇以榮告訴《中國科學報》，情景分析表明，若將中國東部所有稻田改為旱地，稻田表層土壤（0~15厘米）的碳損失將達504百萬噸，相當于中國所有農(nóng)田表層土壤有機碳庫的13%，且98%以上的碳損失將發(fā)生在亞熱帶和熱帶地區(qū)，這些丟失的碳90%以上為植物殘體來源碳。
“研究結(jié)果強調(diào)了合理的水分管理是減少稻田土壤有機碳丟失的關(guān)鍵?！碧K以榮說。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1111/gcb.15595