土地利用改變是全球變化問題的重要組成之一，是導致未來溫室效應加劇的關鍵因素，僅次于化石燃料燃燒。隨著人類干擾與氣候變化的加劇，全球范圍內大面積的原始森林轉變為其它植被類型，如人工林、草地和農田等；由此導致的物種組成、植被生產力、土壤有機碳儲量等的改變可能會對土壤溫室氣體（CO2、N2O和CH4）排放產生巨大的影響。 本文+內-容-來-自；中^國_碳+排.放_交^易=網 t a n pa ifa ng .c om

本`文@內-容-來-自；中_國_碳排0放_交-易=網 t an pa ifa ng . c om

圖1 原始森林轉換對土壤溫室氣體排放影響的示意圖 本文+內-容-來-自；中^國_碳+排.放_交^易=網 t a n pa ifa ng .c om

近幾十年來，大量案例研究報道了有關原始森林的土地利用方式轉變后對土壤溫室氣體排放的影響，但結果并不一致，從而限制了我們對大尺度土地利用改變效應的評估。其中，土地利用方式轉變的類型、原始林退化后的時間和人為的經營管理(尤其是農田、草地)均是導致不同研究結果之間差異性的可能原因。盡管前期已有了相關的整合研究，但是存在著諸多限制：(1)只關注局部區域，如熱帶區域的原始森林；(2)涉及的土地利用類型不全面；(3)未考慮自原始森林退化后所經歷時間的影響；(4)缺乏對響應機制的探討；(5)樣本量有限。目前，全球尺度有關原始森林的土地利用方式轉變對土壤溫室氣體排放影響的一般化模式以及控制因素仍不清楚。 本+文+內.容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com

北京大學城市與環境學院朱彪課題組通過meta分析的手段系統探討了全球范圍內原始森林土地利用方式的轉變對土壤溫室氣體排放影響的全球模式及相關機制。本研究基于已發表的101篇文獻，分別獲取了有關土壤CO2、N2O和CH4通量的137、104和88個成對樣本數據。其中，原始森林的土地利用方式轉變劃分為如下6個類型：原始林-次生林(Pri.-Sec.)、原始林-人工林(Pri.-Pla.)、原始林-草地(Pri.-Gra.)、原始林-農田(Pri.-Agr.)和原始林-其它(Pri.-Other)。 本文+內-容-來-自；中^國_碳+排.放_交^易=網 t a n pa ifa ng .c om

夲呅內傛萊源亍：ф啯碳*排*放^鮫*易-網 τā ńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ

圖2 研究樣點分布

 

研究采用混合效應meta回歸模型(mixed-effects meta-regression model)和加權的隨機森林分析(weighted random-forest analysis)等方法進行了相關分析。研究發現，原始森林轉變為其它植被類型總體上降低了土壤CO2排放，而對CH4排放表現出促進作用，相比之下對N2O排放沒有明顯影響。此外，這種效應在不同的土地利用轉變類型之間并不一致(圖2)。比如，在原始森林轉變為草地的情況下，土壤CO2通量沒有明顯的變化。有關時間序列的分析表明，土壤N2O通量在原始森林轉變后的最初階段(< 5年)表現出顯著的增加，之后則慢慢降低(圖3)。 內.容.來.自：中`國`碳#排*放*交*易^網 t a np ai f an g.com

圖3 原始森林轉變對土壤溫室氣體排放及相關環境因子的影響 本文`內-容-來-自；中_國_碳_交^易=網 tan pa i fa ng . c om

內.容.來.自：中`國`碳#排*放*交*易^網 t a np ai f an g.com

圖4 土壤溫室氣體排放效應值的時間動態

夲呅內傛萊源亍：ф啯碳*排*放^鮫*易-網 τā ńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ

進一步研究發現當原始森林轉變為其它植被類型后，土壤微生物生物量碳和根生物量的效應值，以及年平均降水量是調節土壤CO2通量響應的關鍵因子；土壤N2O通量的變化主要受土壤硝態氮、容重和銨態氮對原始森林轉換響應的調節；與土壤通氣狀況密切相關的濕度和容重等因素的效應值是調節土壤CH4通量的變化的主要因素(圖4和圖5)。

本+文`內.容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com

圖5土壤溫室氣體的效應值與主要環境變量之間的相關關系

本`文@內-容-來-自；中^國_碳0排0放^交-易=網 ta n pa i fa ng . co m

本+文`內.容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com

圖5調節土壤溫室氣體通量效應值的相關環境變量之間的重要性

本`文@內-容-來-自；中_國_碳排0放_交-易=網 t an pa ifa ng . c om

  內/容/來/自:中-國-碳-排-放*交…易-網-tan pai fang . com

研究表明，原始森林轉換顯著降低了土壤CO2排放，其主要受到土壤微生物生物量和根生物量降低的影響；受土壤通氣性變差的影響，原始森林轉換對土壤CH4排放表現出顯著的增強作用；相比之下，在原始森林轉換初期（< 5年），土壤N2O排放表現出顯著的增加，其主要受到土壤硝態氮動態的調節。

本研究揭示了原始森林在轉變為不同土地利用方式情況下，對土壤CO2、N2O和CH4三種溫室氣體排放影響的全球模式，并結合主要環境變量分別探討了相關的影響機制；在當前全球土地利用變化問題日益嚴峻的背景下，本研究結果為理解原始森林轉變或退化如何影響土壤溫室氣體排放提供了重要數據基礎。

該研究成果以“Changes in soil greenhouse gas fluxes by land use change from primary forest”為題在線發表于Global Change Biology期刊上。北京大學城市與環境學院2018級博士生韓孟光為第一作者，朱彪為通訊作者。 本@文$內.容.來.自：中`國`碳`排*放^交*易^網 t a np ai fan g.c om

本研究受到國家重點研發專項（2017YFC0503903）和基金委基礎科學中心項目（31988102）的資助。

Han, M. and Zhu, B. (2020), Changes in soil greenhouse gas fluxes by land use change from primary forest. Glob Change Biol. doi:10.1111/gcb.14993

本文`內-容-來-自；中_國_碳_交^易=網 tan pa i fa ng . c om

【版權聲明】本網為公益類網站，本網站刊載的所有內容，均已署名來源和作者，僅供訪問者個人學習、研究或欣賞之用，如有侵權請權利人予以告知，本站將立即做刪除處理（QQ：51999076）。