倪晉仁課題組在PNAS上發文揭示中國水土流失引發的CO2通量效應

2021-01-14 北京大學新聞網

2016/06/01 信息來源： 環境科學與工程學院

流域土壤在水力、風力、凍融、重力等外營力作用下會發生破壞、剝蝕、搬運和沉積，其中在水力作用下造成的水土流失問題因其對生態環境的嚴重影響而受到廣為關注。近年來的研究表明，水土流失在造成生態退化的同時也會引發額外的CO2通量。一方面，流域地表泥沙侵蝕使得下層貧碳且富含礦物質的土層出露，在減少有機碳分解的同時可以結合更多的有機質而形成碳匯；另一方面，侵蝕使土壤顆粒破碎，並使得土壤團聚體含量降低，增加有機碳的分解，造成額外的CO2排放通量。與此同時，土壤侵蝕還可以影響微生物的群落結構及地表植物的生長，從而對碳循環帶來更為複雜的影響。

關於水土流失引發的CO2通量研究，過去至多可以在幾百平方公裡的小流域尺度上開展，缺乏合理的方法來估算區域和國家尺度上水土流失的碳通量效應。北大環境科學與工程學院倪晉仁課題組引入最小圖斑作為基本單元，將適用於小區域的方法推廣到大尺度評估，利用近20年來的全國土壤侵蝕普查資料、土壤有機碳普查資料、十大主要陸地碳循環模型的碳庫周轉速率和初級生產力資料，對中國1990s和2010s兩個時期中由於水土流失引發的碳匯進行了評估。

結果表明，中國過去20年由於水土流失造成的橫向土壤碳輸移量為180±80 Mt C yr-1，由此引發垂直CO2通量為淨碳匯45±25 Mt C yr-1，相當於中國陸地碳匯的8-37%。研究還表明，這期間由於全國性大規模的水土保持實踐，土壤有機碳的橫向輸移量減少41%，水保效益十分顯著；另一方面，水土流失會導致CO2匯效應的減少，約佔中國陸地碳匯的3.8-5.3%，但總體上沒有根本上改變水土流失引發碳匯的格局。作者還根據論文研究成果，指出了未來控制水土流失以及土壤有機碳橫向輸移與垂向排放效應的「熱點」。

該項研究得到了國家自然科學基金項目（No.51379010）、全國土壤侵蝕普查項目（No.SBZX-SBPC-1001）的支持。成果於2016年5月31日在《美國國家科學院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences,PNAS）在線發表。北京大學環境科學與工程學院水沙科學教育部重點實驗室倪晉仁教授為論文通訊作者，他指導的博士生嶽遙（現為武漢大學水電工程學院博士後）為論文第一作者。

論文連結：http://www.pnas.org/content/early/2016/05/26/1523358113

編輯：山石

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