研究称高地草地完全禁牧或削弱长期土壤碳储存

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一项最新研究指出,将绵羊和其他牲畜完全从高地草地移除——这一常被视为提升碳储存、服务气候目标的管理方式——可能减少土壤中最稳定、最耐分解的碳库。

研究由曼彻斯特大学牵头,成果发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)。研究团队表示,禁牧地块往往会在植物生物量与地表凋落物中积累更多“快速循环”的碳,但与此同时,土壤中更为持久的矿物结合有机碳(MAOC)水平通常更低。MAOC与土壤矿物结合,可在土壤中稳定存在数十年至数百年,被认为对长期气候缓解更为关键。

草地储存了全球约三分之一的陆地碳,其中大部分位于土壤。随着各国推进净零排放目标,停止在历史放牧草地上的放牧活动,越来越多被提出作为可扩展的气候解决方案。研究团队指出,传统评估往往侧重“总碳储量”,但如果忽视不同碳库的稳定性与耐久性,可能导致对碳汇效果的判断出现偏差。

该研究第一作者、曼彻斯特大学访问学者周路红博士表示,未放牧草地通常会积累更多未受保护的植物与凋落物碳,但其矿物保护的土壤碳水平较低,而后者对升温引起的分解更具抵抗力。她同时指出,尽管高强度放牧可能对土壤碳产生负面影响,但研究结果显示,完全排除放牧者并不一定带来更大的长期土壤碳储存。

在方法上,来自曼彻斯特大学、兰卡斯特大学、耶鲁大学、福建师范大学和莱顿大学的研究人员,选取英国从达特穆尔到苏格兰格伦索的12个高地草地站点,覆盖约800公里的南北梯度。在每个站点,团队对比了超过十年未放牧的草地与同期仍在放牧的邻近区域。

研究发现,禁牧地块更倾向于在植物与地表凋落物中累积短寿命碳,但通常含有较低水平的MAOC。研究团队将长期土壤碳减少与禁牧后植被结构变化联系起来:原本以草本为主的景观逐渐被矮灌木(如石南)取代。

研究称,这类灌木根系与一种专性真菌形成共生关系(石南菌根)。相关过程会减缓植物凋落物分解,从而推动短周期碳增加;但同时也可能刺激更老、更稳定的土壤碳分解,以获取维持植物生长所需的养分。此外,湿润土壤条件还可能进一步削弱通常对MAOC起保护作用的矿物质。

耶鲁自然碳捕获中心的刘尚士博士表示,将移除放牧者视为普遍有益的碳缓解策略,可能忽视生态系统内碳耐久性的差异,以及并非所有碳增益都同等贡献于长期气候缓解的事实。他指出,当慢循环碳减少时,草地碳储量可能更易受到未来气候变化影响,因此有效的气候缓解策略需要同时考虑碳储量与碳的耐久性。

研究团队表示,这一发现出现在英国及全球环境管理政策制定的关键阶段,各国政府正制定土地利用框架以实现净零目标。兰卡斯特大学生态学主席、研究发起人理查德·巴杰特教授称,研究结果表明,在英国大面积高地草地维持低强度放牧,可能有助于保护最稳定的土壤碳形式。

作者强调,研究结论并非反对减少过度放牧,而是呼吁采取更为平衡的草地管理方式,在关注总碳储量的同时,将碳的持久性纳入评估与决策。


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