今年，國家林業局正式發布《退耕還林工程生態效益監測國家報告（2013年）》。報告指出，河北省等6個退耕還林生態效益監測重點省份和42個森林生態系統定位觀測網站的野外監測結果表明，截至去年年底，6個退耕還林工程重點監測省份的物質量為：涵養水源183.27億立方米/年，固定二氧化碳1397萬噸/年，釋放氧氣3214.9萬噸/年，提供空氣負離子5452.62×1022個/年，吸收汙染物102萬噸/年，滯塵1.4億噸/年。
按照國家林業局發布的2013年現價評估，退耕還林工程重點監測省份每年的生態效益價值量總和為4502.39億元人民幣。這也是第一次從國家層面，系統、科學地用數字反映退耕還林工程所取得的生態效益，是我國林業重點生態工程績效評價的重大突破。而中科院成都山地災害與環境研究所最近一項研究成果也顯示，退耕還林工程開展10多年來，土壤有機碳儲量在不斷增加。
土壤碳循環與氣候變化密切相關
土壤是地球表層系統中最大且最活躍的碳庫之一，有機碳庫儲量大約為1550Pg（1Pg=1015g），是大氣碳庫的3倍，是陸地植被碳庫的2倍至4倍。土壤通過呼吸作用向大氣釋放二氧化碳的年通量約為50Pg至75Pg，佔陸地生態系統與大氣之間碳交換總量的三分之二，是化石燃料燃燒排放量的10倍。因此，土壤有機碳庫發生較小幅度的變化可能會導致大氣二氧化碳濃度劇烈的變化。
研究發現，溫室氣體中二氧化碳對溫室作用的貢獻約佔60%；而除了化石燃料燃燒外，土壤碳的變化對大氣二氧化碳濃度的增加貢獻最大。土壤碳循環密切聯繫全球氣候變化，是當前全球變化研究中的熱點問題。大氣二氧化碳濃度的增加導致全球氣候變暖。同時，氣候變化在兩個方面影響土壤碳蓄積過程：一是溫度、降水變化影響植物生產力速率和凋落速率；二是氣候變化影響微生物活性，從而改變地表凋落物和土壤有機碳的分解速率。全球變暖會加速土壤有機質的分解，導致土壤通過呼吸作用向大氣中釋放的二氧化碳量增加；反過來，大氣二氧化碳濃度升高又會進一步加劇全球普遍增溫，加速土壤由碳匯向碳源的轉變。
土地利用變化直接影響土壤有機碳的變化
土壤有機碳庫既可能成為匯而貯藏碳，也可能成為源而排放碳，在全球陸地碳庫中只有農業土壤碳庫是可以在較短的時間尺度上調節碳庫的。因此，採取適宜的措施可以使土壤與大氣之間的碳交換朝著有利於降低大氣二氧化碳濃度的方向發展。而揭示土壤碳儲量的動態變化機理與趨勢是預測未來氣候變化的重要基礎之一。
土壤有機碳儲量的變化受氣候、土地利用、土壤條件以及農業管理措施等的綜合影響。
土地利用變化導致碳素從陸地生態系統釋放是大氣二氧化碳濃度不斷升高的主要原因之一。土地利用方式的變化不僅直接影響土壤有機碳的含量和分布，而且通過影響與土壤有機碳形成和轉化的因子而間接影響土壤有機碳的含量和分布，土地利用變化可通過改變土壤有機質的分解速率來影響土壤有機碳蓄積量。
農業管理措施中耕作、施肥也影響土壤有機碳庫的儲量。耕作加劇土壤侵蝕和微生物活性，並且增強土壤的呼吸作用，導致土壤有機碳儲量下降。免耕等保護性耕作措施已被作為一種提高耕地土壤碳儲量的重要手段。
退耕還林顯著改善土壤固碳能力
研究結果顯示，退耕前有機碳濃度顯著較低的土壤侵蝕強烈景觀位置經10年退耕工程後，有機碳濃度基本達到原非侵蝕景觀位置目前的高有機碳水平。總的說來，耕地轉變為草地後10年來，土壤有機碳儲量明顯增加，退耕措施短期內顯著改善了土壤表層的固碳能力。
雖然退耕地（草地）10年來明顯增加了土壤有機碳儲量，但與亞熱帶地區土壤有機碳最大可能的儲量相比，還有較大的增長空間。這意味著繼續堅持和鞏固退耕還林還草的措施，土壤有機碳儲量將會有更大幅度的增長潛力。實施退耕工程的土壤將能源消耗中排放的碳重新收集與固定，對緩解全球氣候變暖起到了積極作用。
（作者簡介：張建輝，中國科學院成都山地災害與環境研究所研究員）