近日，中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究站研究員王克林團(tuán)隊(duì)在西南喀斯特地區(qū)植被恢復(fù)對(duì)土壤碳固持研究方面取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果發(fā)表在《土地退化與發(fā)展》上。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等的資助。

土壤在碳循環(huán)中起到非常重要的作用。王克林告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者：“由于人類活動(dòng)，喀斯特地區(qū)植被退化，水源涵養(yǎng)能力下降。碳在應(yīng)對(duì)全球氣候變化、提供土壤肥力方面有著重要作用。不合理的土地利用方式會(huì)減少土壤碳固持，加速溫室氣體排放。因此植被恢復(fù)是提高土壤碳固持的重要途徑，但當(dāng)前不同植被恢復(fù)方式和環(huán)境因子對(duì)土壤碳固持影響的綜合研究較為缺乏。”

據(jù)了解，西南喀斯特地區(qū)是我國(guó)最大面積的連片貧困區(qū)域，是非地帶性的生態(tài)脆弱帶，石漠化綜合治理直接關(guān)系該區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展以及長(zhǎng)江、珠江上游生態(tài)安全屏障建設(shè)。圍繞喀斯特地區(qū)石漠化治理與生態(tài)恢復(fù)，國(guó)家先后在喀斯特地區(qū)實(shí)施了天然林保護(hù)、退耕還林還草等一系列生態(tài)恢復(fù)工程。人工植被恢復(fù)和自然封育，是喀斯特石漠生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的兩種主要方式，但目前兩種方式下長(zhǎng)期土壤碳固持潛力尚缺乏有效評(píng)價(jià)。另一方面，喀斯特區(qū)地質(zhì)背景獨(dú)特，土層淺薄且不連續(xù)、異質(zhì)性強(qiáng)，從而形成了喀斯特生態(tài)系統(tǒng)與生境類型的多樣性，關(guān)于生境異質(zhì)性對(duì)植被恢復(fù)下的土壤碳固持效應(yīng)的影響也缺乏明確認(rèn)識(shí)。

針對(duì)這一科學(xué)問(wèn)題，在王克林和張偉指導(dǎo)下，研究組以耕地為對(duì)照，通過(guò)分析人工恢復(fù)方式(人工牧草、人工經(jīng)濟(jì)林)和自然恢復(fù)方式(撂荒草地、灌木林、次生林)下，土壤有機(jī)碳變化特征并記錄相應(yīng)的環(huán)境因子信息，解析了不同恢復(fù)模式土壤有機(jī)碳積累變化規(guī)律，并揭示了其相應(yīng)的環(huán)境驅(qū)動(dòng)因子。

“這是一項(xiàng)長(zhǎng)期的生態(tài)實(shí)驗(yàn)，我們通過(guò)10年左右的連續(xù)觀測(cè)，回答了一個(gè)趨勢(shì)問(wèn)題。”王克林說(shuō)。

研究發(fā)現(xiàn)，自然恢復(fù)模式土壤有機(jī)碳含量顯著高于人工恢復(fù)模式和耕地，而短期內(nèi)(9年)人工恢復(fù)模式和耕地之間有機(jī)碳含量沒(méi)有顯著差異。不考慮基巖出露對(duì)土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量影響，各植被類型之間有機(jī)碳儲(chǔ)量無(wú)顯著差異，剔除基巖出露影響后，自然恢復(fù)植被下有機(jī)碳儲(chǔ)量顯著高于人工恢復(fù)植被和耕地。

人工恢復(fù)方式下，土壤有機(jī)碳含量和儲(chǔ)量?jī)H部分變異受環(huán)境因子影響;而在自然恢復(fù)方式下，環(huán)境因子能有效解釋有機(jī)碳含量和儲(chǔ)量的大部分變異，而且隨著植被正向演替，解釋量逐漸增加。

王克林表示，十九大報(bào)告曾提出“必須堅(jiān)持節(jié)約優(yōu)先、保護(hù)優(yōu)先、自然恢復(fù)為主的方針”，此項(xiàng)研究也進(jìn)一步證明，相比人工恢復(fù)模式，短期內(nèi)自然恢復(fù)更有利于土壤碳固持，且上述環(huán)境因子可作為評(píng)估自然恢復(fù)模式下土壤碳庫(kù)變化的重要指標(biāo)。