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一 维普资讯 ； 第20卷 第4期 第 四 纪 研 究 Vo】．20．No4 2000年 7月 QUATERNARY SCIENCES July，2000 土壤碳储量减少：中国农业之隐患 一 中美农业生态系统碳循环对 比研究 奎 生 f 7、6 (美 国新罕市台尔大学 地球海洋厦空间研究所 ，Durham) 一’ P 摘要 我们使用一个 生物地球化学模型 DNDC对 中国和美 国农业生态系统 土壤 有机碳 (SOO 的动态进行 了全 国范围的预测 模 型模拟结果表 明．美 国农业土地每 年净增 724Tg 碳，而中国农业土地每年丢失 738Tg碳。每 一年，美国土壤 以二氧化碳形式释放人大气的碳 为 812Tg但从农 作物残留物 (根和秸秆)获得884Tg的碳，中国土壤释放 366Tg的碳于大气 中， 仅从农作物残留物收回293Tg的碳，中美对农作物残留物 的不同管理是造成两国农业土壤动 态背道 而驰的重要原因之一。中国 目前 日益恶化 的土地沙化及沙尘暴 问题即是大区域 SOC 减少的一个必然结果 。 主题词 生物地球化学模型 农业生态系境 上嚷 ，i；东砺 1 引言 农业生态系统 中的碳库不仅是全球碳库 的一个重要组成部分 ，而且是其 中最活跃 的 部分。在人类耕种 、施肥 、灌溉等管理活动影 响下，农业土壤 中碳库 的质和量迅速变化。这 种变化不仅改变了土壤肥力及作物产量 ，而且对 区域及全球环境带来影 响。土壤耕作层 的碳主要 以有机物形式存在 ，农作物收割后 ，根和枯枝败 叶回9-t土壤 ，并被微生物分解和 同化；这些土壤微生物死亡后，遗传转为多种组分的腐殖质，其中活性部分的腐殖质可进 一 步被微生物利用和分解 ，直至最后变成 比较稳定 的惰性腐殖质 碳在 土壤 中的这一系 列生物地球化学演化受到气候 、土质及人为活动 (包括土地利用和 田问管理)等多种 因素 控制，从而形成一个非线性复杂系统。为描述和预测这一复杂系统 ，科学家们致力于发展 生态系统或生物地球化学计算机模拟模型 到 目前为止 已有 十多个模型发表 ，其 中较成 熟 的有 CENTURYE”，DNDd ，NCSOIL[，RothC”等 这些模型大多 以气象、土壤 、土地利 用和农 田管理为驱动条件，对土壤有机质的产生、分解和转化等过程进行数字模拟，从而 达到预测土壤有机碳动态 的 目的 l995～l998年 问，中国和美国科学家联合对这两个 国家农业生态系统中碳储量及温 作者简舟：李 长生 男 59岁 敷授 生物地球化学专业 Emai]：changsheng]i~unhedu 十美 国国家科学基金和 中国自然科学基金 批【准号联台资助珥 目 2000-05—24收稿 2000-06-08收修改稿 )【ColemanK JenkinsonD S A mode]rnr恤 ~llrnoveTin soil：Mode]desoi ONand IIseTgmde 1995 维普资讯 346 第 四 纪 研 究 2000年 室气体排放进行了研究=本文将报告此研究 中有关土壤碳 的部分。中美都是农业生产大 国，具有类似的农作物种类和纬度分布 ，但在农 田管理上却有许多不 同。本研究利用生物 地球化学模型及地理信息系统 (G1S)数据库，对中美两 国农业土壤 中的碳循环进行 了定量 对 比，其结果揭示 了两国在农业生态系统 中一些有