![]()
摘要：土壤有机碳(SOC)损益的主要驱动因素包括土地管理、土地利用变化和气候变化。研究表明，尽管相关研究数量逐年增加，地理覆盖范围仍然有限，特别是北非、中非及中东和中亚的研究较少。此外，现有的元分析主要集中在矿物施肥、有机改良剂和耕作等有限的土地管理实践上，且其质量和透明度较低。最后，研究数量的增长与对地方性、多样化知识的实际需求之间存在不匹配，亟需关注高SOC存量的保护和枯竭SOC存量的恢复。
关键词：最佳管理实践；减缓气候变化；土地利用和土地覆盖变化；系统综述
文 章 信 息
译名：全球关于土地管理、土地利用变化和气候变化对土壤有机碳影响的研究综述
发表时间：2022年2月
期刊影响因子：10.8（2024）
第一作者：Damien Beillouin
文 章 亮 点
1.描述了所研究的土地管理类型、土地利用变化和气候变化因素对土壤有机碳的影响
2.评估了Meta分析的质量
文 章 简 介
1 研究意义
过去几十年有成千上万关于土壤有机碳（SOC）的个体研究，但证据分散。本文通过对 192 项荟萃分析及 13200 多项原始研究的综合分析，系统地整合了这些碎片化的研究成果，为全面了解 SOC 相关研究提供了一个宏观视角，并明确了不同时间段研究数量的变化趋势，如 2017 年以来荟萃分析数量翻倍。同时确定了研究的重点领域，例如多数荟萃分析集中在农田，主要关注矿质施肥和有机改良等土地管理实践。这有助于后续研究者把握研究方向，了解哪些方面已得到充分研究，哪些还存在不足。2 研究方法
2.1文献检索和研究选择
（1）多源数据库检索：
研究团队于 2020 年 1 月 9 日展开了广泛的文献检索。他们涵盖了多个重要的学术数据库，如 Web of Science Core Collection、Scopus、CAB Direct 和 Agricola（通过 OVID 平台），同时也包括了常用的科学搜索引擎 Google Scholar。这种多源检索方式确保了能够获取到尽可能全面的相关文献，避免遗漏重要研究。（2）检索策略制定：
在检索过程中，使用经过设计的检索字符串。在 “titles”（标题）、“abstracts”（摘要）和 “keywords”（关键词）字段中使用了（“meta*analysis” OR “systematic review”） AND （“soil organic carbon” OR “SOC” OR “soil
organic matter” OR “SOM” OR “soil carbon”）。这一检索策略能够精准定位到与土壤有机碳相关的荟萃分析或系统综述类文献。（3）文献筛选标准：
对检索到的文献制定了严格的筛选标准。首先，只纳入用英文发表的文献，以确保研究团队能够准确理解和分析文献内容。其次，文献需分析土地管理、土地利用变化或气候变化等一种或多种驱动因素对总 SOC 浓度或储量的直接影响，并且要对至少两项原始研究进行统计分析。不符合这些标准的文献，如投票计数研究和叙事综述则被排除在外。每篇荟萃分析都由两名独立的评审人员进行两次筛选，以保证筛选结果的准确性和可靠性。2.2证据特征描述
（1）驱动因素分类
将影响SOC变化的驱动因素分为三个主要类别：土地管理、土地利用变化和气候变化。土地管理包括有机改良、化学施肥、放牧、森林抚育等实践；土地利用变化涵盖从一种土地利用类型转换为另一种，如从林地转为农田等；气候变化则包含与气候变量相关的驱动因素，如变暖、降水变化以及CO₂浓度增加等。（2） 数据提取
从192项荟萃分析中提取了大量的定量措施。不仅包括与SOC相关的效应量，还涉及土壤化学或物理性质、植物生产特性等其他方面的效应量。提取的数据来源广泛，直接从出版物的文本和表格中获取效应量及其置信区间或其他不确定性指标，对于在图中呈现的数据则使用Plot Digitizer工具提取。同时，还获取了原始研究的数量以及用于计算效应量的观察次数等信息。（3） 原始研究特征确定
确定了每个原始研究的一系列特征。通过原始研究的数字对象标识符（DOI），可以识别出在多个荟萃分析中使用的原始研究，并计算出每对荟萃分析之间共同原始研究的数量。此外，还记录了原始研究的位置（国家）、出版年份、作者姓名及其所属机构以及期刊名称等信息。并且根据文章标题中的关键词自动预分类确定了原始研究中结果类型和驱动因素。（4）荟萃分析质量评估
使用一套与文献综述搜索、数据提取、数据分析和解释相关的标准来评估每个荟萃分析的透明度和再现性。这些标准参考了以往研究提出的方法，当满足某一标准时得1分，否则得0分，通过计算满足标准的比例给出平均质量分数（以百分比形式报告）。2.3数据分析和绘图
（1）地理分布分析
从地理角度对研究进行了深入分析。研究了文献在各个国家以及五个世界区域（北美、中南美、欧洲、亚洲、大洋洲和非洲）的分布情况。通过这种分析，可以直观地了解到不同地区研究的密集程度和差异。（2）数量比较分析
将荟萃分析和原始研究的数量与不同土地利用类型的SOC缓解潜力、每个国家的SOC总储量以及每公顷的平均SOC储量等指标进行了比较。这种比较有助于揭示研究数量与实际SOC情况之间的关系。（3）软件工具应用
所有的分析和图形表示都借助R软件完成。通过专业软件工具，能够高效、准确地处理和展示数据，为研究结果的呈现提供了有力支持。3 研究结果
3.1土地管理的影响比土地利用变化或气候变化的影响要好
（1）研究数量对比
2001年至2020年期间，共192项荟萃分析探究土地管理、土地利用变化和气候变化对土壤有机碳（SOC）的影响。其中土地管理相关研究最多，有148项；土地利用变化相关研究39项；气候变化相关研究27项，还有18项涉及多种驱动因素。且自2017年起，荟萃分析数量翻倍。（2）不同土地利用类型中的研究重点
农田：多数荟萃分析集中在农田（118项）。在农田管理实践研究中，矿质施肥（占土地管理相关荟萃分析的26%）和有机修正案（20%）是重点，分别有平均370和130个观察次数。耕作（17%）、作物残留管理（17%）和作物轮作（5%）等也有研究。林地和草地：林地相关荟萃分析53项，主要涉及收获规划（8%）；草地相关45项，主要关注放牧（10%）。（3）土地利用变化和气候变化研究细节
土地利用变化研究多关注向农田（62%）、林地（54%）和草地（41%）的转换，湿地转换仅2项研究。气候变化对SOC影响研究中，48%关注CO₂富集，44%关注变暖，30%关注降水变化，仅8%分析温度和降水综合影响，且其观察次数（平均134次）少于土地管理和土地利用变化相关研究（约400次）。3.2地理分布特征
（1）研究集中区域
（2）研究匮乏区域
大洋洲仅4%的原始研究，非洲许多国家少于40项原始研究，如刚果民主共和国和中非共和国。（3）区域内研究差异
不同区域主导的荟萃分析类型不同。土地利用变化荟萃分析在中南美比例较高（22%），气候变化在北美（27%）、欧洲（26%）比例较高，在非洲（6%）较低。区域与SOC关联结果也有差异。非洲更关注作物生产力和土壤物理性质与SOC关联，欧洲和亚洲部分地区注重土壤生物性质，北美、中美和南美注重土壤化学性质。（4）原始研究共用情况
多数荟萃分析使用不同原始研究，研究土地管理、土地利用变化和气候变化的荟萃分析分别只有10%、8%和19%使用超过20%的共同原始研究。![]()
![]()
3.3荟萃分析质量状况
（1）总体质量水平
平均满足不到一半（46%）的11项质量标准，近15年无明显改善。（2）具体质量问题
37%的荟萃分析使用少于两个数据库，可能遗漏原始研究。80%的研究忽视灰色文献，少于20%考虑发表偏倚。63%对原始研究结果加权但很少精确评估，且对效应量异质性研究不足。32%和59%分别在文献搜索和统计分析细节呈现不足，73%未提供原始研究数据。![]()
4 主要结论
本研究汇总了全球192篇SOC的Meta分析，其中包括13270篇原始研究。我们强调了现有证据与具有高SOC储量或高碳储存潜力的地理区域之间的不匹配。此外，大多数元分析集中于数量有限的土地管理实践(如矿质氮施肥、有机改良剂等)。这些知识缺口可能会阻碍在全球范围内制定促进SOC封存实践的循证建议。因此，该综述呼吁土壤科学界多样化选择组合，允许增加或保持SOC存量，加强对有前途的做法的原始研究，如使用深根作物，并优先研究被忽视的地区，如非洲。只有这样，土壤有机碳固存才能成为促进气候变化减缓和实现其潜力的可信选择。我们认为，我们的研究结果对未来国际土壤碳研究联合会的研究议程具有参考价值。Reference:
Beillouin, D.,
Cardinael, R., Berre, D., Boyer, A.,
Corbeels, M., Fallot, A., Feder, F., & Demenois, J. (2022). A global overview of studies about
land management, land-use change, and
climate change effects on soil organic carbon. Global Change Biology, 28, 1690–1702. https://doi.org/10.1111/gcb.15998
https://doi.org/10.1111/gcb.15998
本期分享来自2024级草学专业硕士研究生李梓歆
