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某隨機采樣的休耕期稻田
某隨機采樣的旱地土壤 鄭生猛供圖
近日，中國科學院亞(ya) 熱帶農(nong) 業(ye) 生態研究所蘇以榮研究員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(wei) 農(nong) 田土壤有機碳庫的管理提供了科學依據，相關(guan) 研究成果發表於(yu) 《全球變化生物學》。
基於(yu) 配對采樣原則，團隊成員在我國東(dong) 部的中溫帶—黑土區、暖溫帶—潮土區、亞(ya) 熱帶—紅壤區和熱帶—磚紅壤區四個(ge) 水稻分布氣候區隨機采集了240對稻田和旱地表層土壤。分析發現，四個(ge) 區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(ya) 熱帶和熱帶地區更為(wei) 顯著。
研究人員進一步隨機選擇了40對土壤樣本，並量化植物殘體(ti) 來源碳和微生物殘留物來源碳對土壤有機碳積累的貢獻。結果表明，稻田土壤固持的有機碳有33%至54%來自植物殘體(ti) ，28%至36%來自微生物，兩(liang) 者比例在旱地中分別為(wei) 19%至42%和40%至59%，從(cong) 絕對值來看，稻田土壤中植物殘體(ti) 來源碳庫的大小是旱地土壤的3.3倍。
研究結果顯示，稻田土壤突出的碳固持能力主要是由於(yu) 淹水限製了微生物活性、抑製了植物殘體(ti) 微生物分解過程，從(cong) 而促進了植物殘體(ti) 的直接積累。但稻田土壤中積累的有機碳穩定性低、易受環境變化或人為(wei) 幹擾而丟(diu) 失。
蘇以榮告訴《中國科學報》，情景分析表明，若將中國東(dong) 部所有稻田改為(wei) 旱地，稻田表層土壤（0-15厘米）的碳損失將達504百萬(wan) 噸，相當於(yu) 中國所有農(nong) 田表層土壤有機碳庫的13%，且98%以上的碳損失將發生在亞(ya) 熱帶和熱帶地區，這些丟(diu) 失的碳90%以上為(wei) 植物殘體(ti) 來源碳。
“研究結果強調了合理的水分管理是減少稻田土壤有機碳丟(diu) 失的關(guan) 鍵。”蘇以榮說。
相關(guan) 論文信息：https://doi.org/10.1111/gcb.15595
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