西北研究院在绿洲农田土壤碳库研究方面获新进展
发表日期:2024-05-06来源：
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土壤碳库和氮磷等养分储量是评估农田土壤生产力的关键指标，这些指标受气候因素和人为管理措施的共同影响。在干旱区荒漠向绿洲农田的转化会导致土壤性质发生显著变化，开垦后的长期农业管理措施势必影响土壤碳库和养分库容量。明确荒漠开垦后农田土壤碳库和养分库在长期耕作措施下的变化模式对绿洲农业可持续发展至关重要，同时可为评估区域土壤碳储量潜力提供参考。
分布于干旱区的荒漠绿洲是我国西北地区重要的农业生产基地，荒漠被开垦为农田是绿洲区面积不断扩大的主要原因。长期以来，干旱区绿洲农田普遍采用常规耕作措施，一些学者针对此背景下农田土壤理化性质的变化开展了相关研究。然而，荒漠开垦后土壤碳库和养分库在长期常规耕作措施下的变化模式及其影响机制仍不明确。
中国科学院西北生态环境资源研究院科研团队对张掖绿洲区不同开垦年限农田土壤的碳储量和养分储量进行了探究，通过回归分析揭示了碳库和养分库随常规耕作年限的变化模式，并结合随机森林模型等分析了影响碳库和养分库的关键因子。研究发现，沙漠开垦后0-40 cm土壤碳库扩大了4.2倍，氮储量和磷储量增加了1.2-6.5倍。然而，回归分析表明碳储量和养分储量均随耕作年限的增加呈指数变化模式，在常规耕作60年后，0-40 cm土层的碳库和氮储量及表层土壤中的磷储量停止增长。土壤化学计量、pH和机械组成是影响绿洲农田土壤碳库和养分库的关键因素。研究表明，虽然沙漠开垦后土壤质量得到了显著改善，但长期的常规管理措施限制了改良效应，因此，干旱区绿洲农田的常规管理措施中应适当引入保护性耕作措施，以实现农田土壤的可持续生产。
该成果以Long-term conventional cultivation after desert reclamation is not conducive to the improvement of soil carbon pool and nutrient stocks ,a case study from northwest China为题发表于Geoderma。
西北研究院博士后马登科为论文第一作者，何志斌研究员为论文通讯作者。该研究获甘肃省优秀博士生项目和甘肃省拔尖领军人才项目联合资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2024.116893
图1 绿洲农田土壤有机碳储量（a）、全氮储量（b）和全磷储量（c）随耕作年限的变化
图2 土壤理化指标在解释有机碳储量（a）、总氮储量（b）和总磷储量（c）变化中的重要性
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