近日，水土保持与荒漠化整治全国重点实验室在农业管理措施对土壤有机碳-无机碳耦合关系研究方面取得进展。研究以“Inorganic carbon should be considered for carbon sequestration in agricultural soils”为题发表在Global Change Biology期刊上。水土保持与荒漠化整治全国重点实验室为第一单位，博士研究生廖阳为论文第一作者，邓蕾研究员为通讯作者。
通过管理措施恢复农业土壤中的有机碳被视为有效的气候解决方案。土壤无机碳碳储量与有机碳相近，但长期以来被视为稳定的碳库，其对农业管理的响应往往被忽视。尽管学界对于无机碳的兴趣在上升，但无机碳储量通常不包含在碳预算中，其变化的规模、命运及影响因素在很大程度上是未知的。在气候变化的背景下，忽视无机碳库的变化可能会对农业碳固存做出错误的评估，因此有必要探究有机碳和无机碳对农业管理实践的响应特征，是协同还是权衡、亦或其它模式？针对上述问题，课题组通过对多样点数据进行集成分析，探究了0-200 cm土壤有机碳和无机碳对常见农业管理措施的共同反馈，取得如下进展：
（1）除破坏型开垦外，其余农业管理措施显著增加了有机碳储量，而无机碳对农业管理实践的反馈相对较弱。灌溉，生物炭施用，改良型开垦协同增加了有机和无机碳储量。化肥施用促进土壤有机碳固存，同时也导致了无机碳损失，两种碳库存在权衡关系。
图1 土壤碳库对农业管理措施的响应
图2 土壤有机/无机固碳速率对农业管理措施的响应及其对总碳库的贡献
（2）退耕还林还草导致了“土壤有机碳固存—无机碳损失”的权衡。退耕还林每年固存有机碳 0.43 Mg ha-1，同时无机碳库损失0.25 Mg ha-1。在可持续发展路径下（SSP1-2.6），农田恢复为林地每年会固存有机碳241 Tg，损失无机碳54 Tg。
（3）通过最优化农业管理实践，估算全球农田土壤碳固存可达1.5 Gt yr-1 (95%CI: 0.3～2.8)，相当于全球化石燃料排放量的16%，其中土壤有机碳贡献约1.4 Gt yr-1，无机碳贡献约0.1 Gt yr-1。
图3 最优农田管理措施下全球农田土壤碳固存潜力
该研究凸显了无机碳对基于土壤的气候解决方案的潜在贡献，拓展了减缓气候变化过程中碳管理的范畴。
该研究得到了国家自然科学基金（U2243225）、国家重点研发计划（2021YFD1900700）等项目资助。
来源：西北农林科技大学
