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城环学院朴世龙教授团队揭示植树造林对土壤有机碳储量的影响

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  在当前气候变暖的背景下,tyc852.com:植树造林被普遍认为是应对气候变化的重要措施之一。但科学界对于植树造林的固碳潜力到底有多大还存在很大的争议。尤其是,相比于植被碳储量,土壤有机碳对植树造林的响应仍然是悬而未决的科学问题。

  为探究这一问题,北京大学城环学院朴世龙教授和科罗拉多州立大学陈安平博士研究团队聚焦全球植树造林的热点区域——中国北方地区,设计了一套系统性的对照采样方案。这一采样方案的优点在于造林样方与对照样方受同样的气候变化和氮沉降等因素影响,从而最大程度地排除了这些因素对植树造林所导致的土壤有机碳变化的影响。该团队通过对619个造林样方、163个对照样方,共11775个土壤样品的采集和分析,系统研究了植树造林对土壤有机碳库的影响。

  结果表明:植树造林并不总是增加土壤有机碳含量,其对土壤有机碳的影响取决于本底土壤碳储量。在土壤本底有机碳丰富的区域,造林会降低土壤有机碳储量,尤其是深层土壤的有机碳含量;而在土壤本底有机碳较为贫瘠的区域,造林则会促进土壤碳的积累,且在土壤表层最为显著。研究还发现,土壤和植被碳储量对植树造林的响应并不一致。植被碳库增加并不意味着土壤碳积累,两者的比例受到树种等多重因素的影响且具有很强的空间异质性。考虑本底碳储量、树种等因素的影响后,我国北方造林区域的土壤碳库增加低于基于地上生物量估算的土壤碳储量变化。该研究成果不仅对准确评估植树造林的碳汇效益具有重要意义,也为实现造林工程生态效应的最大化提供科学依据。

  该研究成果以“Divergent responses of soil organic carbon to afforestation”为题发表在《自然—可持续发展》(Nature Sustainability)(DOI: 10.1038/s41893-020-0557-y)杂志上。北京大学城市与环境学院2018级博士生洪松柏,2015届博士毕业生、现北京师范大学博士后殷国栋为论文共同第一作者。朴世龙教授和陈安平博士为论文共同通讯作者,曾辉教授为共同作者。

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图1. 影响植树造林之后土壤有机碳动态的因素

a. 土壤有机碳变化量与本底值的关系;b. 不同树种的影响;c. 不同深度的土壤有机碳变化;d. 土壤有机碳变化量的时间动态

 

  来源:城市与环境学院

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