種樹越久，固碳越慢？研究揭示飽和趨勢

近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)水保學(xué)院研究員魏孝榮團(tuán)隊(duì)在《土壤生物學(xué)與生物化學(xué)》上發(fā)表研究論文。該研究不僅為生態(tài)工程的長期效應(yīng)評(píng)估提供了科學(xué)依據(jù)，還為生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)模型提供了關(guān)鍵參數(shù)和理論支持。

 

該研究利用林齡序列解析時(shí)間動(dòng)態(tài)，結(jié)合穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù)，系統(tǒng)揭示了黃土高原植樹造林過程中，土壤團(tuán)聚體層級(jí)的碳氮固持機(jī)制與時(shí)間演變特征。研究發(fā)現(xiàn)，植樹造林顯著改變了團(tuán)聚體尺度的碳氮?jiǎng)討B(tài)，其中造林前十年是生物地球化學(xué)轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵窗口期。

 

示意圖。西北農(nóng)林科技大學(xué)供圖

 

在此階段，δ13C 和 δ1?N值下降最快，表層土壤（0–10 cm）的大團(tuán)聚體成為新有機(jī)碳和氮積累的“熱點(diǎn)區(qū)域”，表現(xiàn)出最高的積累速率。隨著林齡增長，新輸入的有機(jī)碳和氮儲(chǔ)量持續(xù)增加，而原有組分相對(duì)穩(wěn)定。新有機(jī)碳和氮的積累速率在造林十年時(shí)達(dá)到峰值，之后顯著下降，表明土壤碳固持能力隨造林時(shí)間延長逐漸趨于飽和。

 

研究還發(fā)現(xiàn)，環(huán)境因子對(duì)有機(jī)碳和氮積累的調(diào)控作用具有明顯的時(shí)間依賴性：在植樹造林早期年均降水量、年均溫和土壤pH等環(huán)境因子起主導(dǎo)作用；隨林齡增加，環(huán)境因子影響逐漸減弱，土壤內(nèi)部穩(wěn)定機(jī)制逐漸起主導(dǎo)作用。