近日，水土保持科学与工程学院（水土保持研究所）黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室的邓蕾研究员团队，在Cell Press旗下《Cell Reports Sustainability》上发表了题为“Future soil organic carbon stocks in China under climate change”的研究论文。西北农林科技大学水土保持科学与工程学院（水土保持研究所）黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室为第一单位，博士研究生吴建召为论文第一作者，邓蕾研究员为通讯作者。在全球应对气候变化的紧迫背景下，中国承诺在2060年前实现碳中和。为了实现这一目标，土壤有机碳的有效管理显得尤为重要。作为陆地生态系统中最大的碳库，土壤在气候变化缓解战略中具有关键作用。然而，不同共享社会经济路径（SSPs）对中国土壤碳库的影响尚未完全揭示。本研究就中国土壤有机碳储量的未来前景进行了深入探索。研究团队编制了中国陆地生态系统土壤有机碳数据库，利用多元数字土壤制图方法估算了当前的土壤有机碳储量，并通过自主开发的气候数据驱动模型（国家尺度预测精度达到73%），预测了2021年至2100年间不同SSP情景下的土壤有机碳储量变化。研究表明，当前中国表层100厘米土壤有机碳储存81.99±1.90至88.92±1.24 Pg，其中约37.8%至41.7%储存在表层20厘米中。在SSP119情景下，预计表层100厘米土壤有机碳库每年平均增加11.5±5.3 Tg，为同期中国陆地生态系统的碳汇贡献2.7%±1.6%。到2030年，中国表层100厘米土壤有机碳库有望额外固定230±106 Tg；到2060年，这一数字预计达到575±265 Tg。然而，研究指出，在SSP245和SSP585情景下，土壤有机碳可能会转变为碳源，表明中度发展-中等排放路径和高速发展-高排放路径未能有效支持土壤碳汇的增强，给决策者带来了依赖土壤碳汇实现碳减排的更大挑战。详尽的地理和省级分析揭示，在SSP245和SSP585情景下，土壤有机碳损失的热点地区尤为显著，尤其是在中国黑龙江，青藏高原东部和内蒙古东北部，这些地区应被视为优先保护和管理的重点，以确保其在生态平衡和碳汇能力中的关键作用得以维持。碳汇到碳源的转变表明，仅靠土壤碳汇可能不足以实现中国的碳中和目标。研究强调，土壤碳管理是应对气候变化的重要措施，但从长远来看，减少CO2排放才是有效缓解气候变化威胁的根本手段。本研究通过科学预测模型，评估未来土壤有机碳库的动态变化，为政策制定者在生态保护与可持续发展之间寻找平衡提供了可靠的数据支撑。该研究的重要性不仅在于揭示了土壤有机碳库的潜在趋势，同时也具有实际指导意义，推动中国转向更为可持续的土地管理模式。![]()
图1 中国土壤有机碳储量的空间分布和大小
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图2 未来不同气候变化情景下中国土壤有机碳储量变化趋势
以上研究得到国家自然科学基金联合基金重点项目（U2243225）等资助。论文信息：Wu, J., Liu S., Peng, C., Luo, Y., Terrer, C., Yue, C., Peng, S., Li, J., Wang, B., Shangguan, Z., Deng, L. Future soil organic carbon stocks in China under climate change. Cell Reports Sustainability. 2024. https://doi.org/10.1016/j.crsus.2024.100179
