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植物所科研人員在Science上發(fā)表草地土壤碳固存綜述文章
世界草地總面積52.5億公頃，占地球陸地總面積的40.5%（不包括格陵蘭島和南極）。草地具有極其重要的生態(tài)功能和生產(chǎn)功能，儲存了全球陸地生態(tài)系統(tǒng)有機(jī)碳總量的34%，其中約90%的碳儲存在植物根系和土壤中。因此，厘清草地土壤有機(jī)碳形成、周轉(zhuǎn)和穩(wěn)定性維持與調(diào)控機(jī)制，提出基于自然的氣候變化解決方案，提升生態(tài)系統(tǒng)保碳增匯能力，對于保障全球生態(tài)安全和食物安全，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要的意義。
植物所白永飛研究員和美國科羅拉多州立大學(xué)的M. Francesca Cotrufo教授合作發(fā)表研究綜述，綜述基于微生物在土壤有機(jī)碳形成和持久性中起關(guān)鍵作用這一新范式，提出了植物多樣性通過影響地上和地下生物量分配、凋落物和根系分泌物碳輸入，調(diào)控土壤微生物體內(nèi)轉(zhuǎn)化、體外修飾和微生物殘?bào)w續(xù)埋過程，進(jìn)而調(diào)控礦物結(jié)合態(tài)有機(jī)質(zhì)和顆粒態(tài)有機(jī)質(zhì)的形成、積累和持久性的概念框架。
科研人員整合分析了大陸尺度不同草地類型微生物殘?bào)w碳對土壤總有機(jī)碳的相對貢獻(xiàn)，以及全球尺度真菌、細(xì)菌和總微生物殘?bào)w碳與降水量的關(guān)系，系統(tǒng)梳理了氣候變化、火燒和放牧對草地土壤礦物結(jié)合態(tài)有機(jī)質(zhì)、顆粒態(tài)有機(jī)質(zhì)和碳儲量的影響及其環(huán)境依賴性，定量分析了恢復(fù)生物多樣性、輪牧、長期施肥、種植豆科牧草、退耕還草等管理措施對增加土壤碳固存的貢獻(xiàn)。在全球和區(qū)域尺度，估算了退化草地恢復(fù)、優(yōu)化放牧地管理和牧場中種植豆科植物的增匯潛力。在此基礎(chǔ)上，綜述提出了未來草地生態(tài)系統(tǒng)保碳增匯基礎(chǔ)研究與技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)領(lǐng)域和行動(dòng)方案。
未來研究中，需要進(jìn)一步厘清各種草地管理措施的碳固存潛力及其不確定性和環(huán)境依賴性，揭示這些措施在生物多樣性保護(hù)、氣候變化減緩和食物生產(chǎn)方面產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)和權(quán)衡。需要采取行動(dòng)包括：1）恢復(fù)各類退化草地；2）改進(jìn)放牧地管理；3）合理配置草地的生態(tài)-生產(chǎn)功能；4）保護(hù)草地生物多樣性；5）牧場和人工草地中種植豆科植物；6）改善草地施肥管理；7）避免草地轉(zhuǎn)化為農(nóng)田、林地和其它用地。
該研究綜述8月5日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Science上。植物所白永飛研究員為第一作者和通訊作者。研究得到國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目和中科院美麗中國A類先導(dǎo)專項(xiàng)的資助。
全文鏈接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo2380
草地土壤有機(jī)碳形成、周轉(zhuǎn)和穩(wěn)定性維持與調(diào)控機(jī)制
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