土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫,它可以在調(diào)節(jié)氣候變化中發(fā)揮關(guān)鍵作用。2014年4月24日,Science雜志在線發(fā)表《大氣CO2濃度升高情況下土壤的快速分解限制土壤碳儲(chǔ)存》(Faster Decomposition Under Increased Atmospheric CO2 Limits Soil Carbon Storage)的文章挑戰(zhàn)了人們對(duì)土壤碳匯的傳統(tǒng)理解,認(rèn)為土壤并不是一個(gè)穩(wěn)定、安全、可長期儲(chǔ)存碳的地方。
2015年7月4日,《全球變化生物學(xué)》(Global Change Biology)雜志發(fā)布題為《近年來土壤碳匯是如何變化的?》(How Has Soil Carbon Stock Changed Over Recent Decades?)的文章稱,近幾年,全球土壤碳含量總體呈增加趨勢,其中,自然生態(tài)系統(tǒng)中碳含量增加,人工生態(tài)系統(tǒng)中碳含量略有下降。未來,陸地生態(tài)系統(tǒng)碳與氣候變化之間形成強(qiáng)烈正反饋的可能性不大。
中國科學(xué)院植物研究所植被與環(huán)境變化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)以92塊沒有發(fā)生土地利用變化的地塊為材料,使用實(shí)際測量數(shù)據(jù),計(jì)算了土壤碳含量變化的相對(duì)速率。研究結(jié)果表明,總體上土壤碳含量呈增加趨勢,土壤年均碳累積率的均值為0.19%。不同樣本的土壤年均碳累積率差異較大,從-1.67%到4.09%不等。在整個(gè)研究中,43.1%的土壤樣本的土壤碳含量顯著增加,31.4%維持穩(wěn)定,25.5%有所下降。研究還發(fā)現(xiàn),對(duì)于不同的生態(tài)系統(tǒng),土壤碳含量的變化趨勢存在差別。50.0%的森林和48.1%的草地土壤碳含量顯著增加,而45.7%的農(nóng)田土壤碳含量則輕微下降。本研究結(jié)果還顯示,土壤有機(jī)碳動(dòng)力學(xué)還與取樣時(shí)間間隔息息相關(guān)。采樣間隔為20—30年時(shí),全球土壤年均碳累積率的平均值為0.46%;采樣間隔小于20年時(shí),未檢測出土壤碳含量發(fā)生變化;采樣間隔大于30年時(shí),全球土壤年均碳累積率的平均值為0.07%。通常情況下,農(nóng)田土壤的取樣時(shí)間間隔大于30年,而森林土壤研究多采樣20—30年的取樣時(shí)間間隔。
中國科學(xué)院植物研究所植被與環(huán)境變化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果證明,氣候變化至今尚未造成土壤碳流失,預(yù)計(jì),未來氣候變化也不會(huì)導(dǎo)致陸地生態(tài)系統(tǒng)碳與氣候變化之間形成強(qiáng)烈的正反饋。另外,為了提高模型預(yù)測的準(zhǔn)確度,該研究建議構(gòu)建監(jiān)測指標(biāo)體系,在更長的時(shí)間尺度上持續(xù)而系統(tǒng)地采集更精細(xì)的測量數(shù)據(jù)。