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内容概要
在局部范围内放牧对土壤碳储量产生影响已有相关研究,目前缺乏全球放牧对土壤碳储量净影响的准确评估。本文对放牧研究中的 1,473 个土壤碳观测值进行了Meta分析,以量化放牧造成的全球土壤碳储量变化(图1)。
结果表明,在过去 60 年里,放牧使 1 米深度的土壤碳储量减少了 46±13 PgC(图4)。放牧强度和环境因素之间的相互作用解释了土壤碳变化的全球差异。最佳放牧强度图(图5)表明,对2100万平方公里的牧场实施放牧管理,主要通过在75%的土地减少放牧强度并增加其余土地的放牧强度,可带来植被和土壤潜在吸收63±18 PgC。这些结果凸显了利用放牧作为气候缓解策略的潜力。
图1. 放牧对土壤碳储量影响的Meta分析。n = 1,473。显示总体平均值和 95% CI;如果 95% CI 不与零重叠,则认为放牧效应显著。括号中的值代表样本大小。
图2. 放牧驱动的土壤碳储量随放牧强度变化的关系。a, 数据来自热带 (n = 24) 和亚热带 (n = 22) 地区。b,数据为温带(n = 726)和寒带(n = 8)区域。a 和 b 中的回归线基于二次元回归模型(P < 0.001;双尾检验的 P 值),CI 为 95%(阴影区域)。这里显示的数据来自田间放牧实验,放牧强度代表消耗的地上生物量的比例。点大小与模型权重成正比。
图3. 由于牲畜放牧,土壤碳储量发生变化。a,b,根据放牧实验放大的表土(0-30cm;a)和底土(30-100cm;b)的全球土壤碳储量变化(%)。
图4. 按生态区分组的放牧导致土壤碳变化。a,每个土层和生态区预测相对碳变化(%)的箱线图,由图3中的网格图聚合而成。b,放牧引起的分区绝对土壤碳变化(PgC)。c,预测表土碳变化(PgC)与使用2019年IPCC默认库变化因子计算的比较。b 和 c 中的数据以平均值±标准差表示。
图5. 放牧优化的碳封存潜力。a,b,全球最佳放牧强度,空间格局显示在地图 (a) 上并按生态区汇总 (b)。c,最佳情景(a)下放牧地生态系统碳汇潜力的全球分布。d,不同生态区地上、根部、表土和下土的固碳潜力(PgC)。e,当前放牧强度与最佳放牧强度之间的差异。f,需要增加或减少放牧强度以达到最佳水平的牧场面积。
Ren, S., Terrer, C., Li, J. et al. Historical impacts of grazing on carbon stocks and climate mitigation opportunities. Nature Climate Change (2024). https://doi.org/10.1038/s41558-024-01957-9.
*第一作者:Ren Shuai
*第一作者单位:中国科学院青藏高原研究所
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撰稿丨GeoDuo
审核丨Geoffery, & DoraGeomon
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