干旱区土地退化与荒漠化对土壤碳循环的影响

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1、文章编号：!"""#$%&’（(""(）"$#")()#"%干旱区土地退化与荒漠化对土壤碳循环的影响樊恒文，贾晓红，张景光，马凤云，李新荣（中国科学院寒区旱区环境与工程研究所沙坡头沙漠试验研究站，甘肃兰州+,""""）摘要：荒漠化是干旱区的最为严重生态退化问题，它的发生和发展对干旱土壤碳循环有着重要的影响。土壤是全球陆地生态系统最大的碳库，土壤中碳的固存和向大气的释放直接关系到全球气候的变化。干旱土壤占全球陆地总面积的&".，因此，它在全球碳循环中占有重要的地位。干旱区土地退化和荒漠化对土壤碳循环的影响包括两个主要方面：!它促进了/01和无机碳的矿化

2、，使之向大气释放10，增加了温室效应；"由于荒漠化增加了大气(尘埃含量，减少了辐射，在一定程度上间接地缓解了土壤碳的损失。文章综述了近年来相关研究的进展，评价了干旱区土壤碳的固存和在缓解温室效应方面的潜在能力。讨论了干旱荒漠化地区对全球碳平衡的贡献和在干旱区促进土壤碳固存的基本策略。关键词：荒漠化；干旱土壤；土壤碳固存；碳循环；全球变化中图分类号：/!),2$!文献标识码：3近!"余年来，由于气候变化（45678595:;8<=有机碳储存量为!))"I4，无机碳储存量为+)"D%)"［*D!"］!)9>8?4=@）和温室效应（4A==?>6B@==C

3、C=9<）受到全球范围I4。一个I4相当于!"4或!"""百万公制吨［!!，!(］的广泛关注，使陆地生态系统碳循环及对大气10(（JJ<）。此外，陆地植被含碳量为$""I4。土汇效应的变化成为气候、地学与生态学界所研究的壤碳库（有机K无机）大约是植被碳库储存的&倍和［!D)］热点问题。气候变化泛指温度、降水、风和其他大气碳库的,倍。而在土壤碳库中碳主要分布在陆地球气候系统要素的长期改变。某些自然过程，比地的表面。由于大气中10(形式的碳净增加为,2,如太阳辐射变化、地球轨迹参数的偏差和火山爆发H!［+］I4·8。因此，陆地表面的碳即使有很小百分数［$

4、］等能够导致气候的波动。大气气体中那些驱动了的积累和排放的变化都会较早地影响到大气中10(全球变暖，也使气候系统发生波动的气体称之为“温的变化。室气体”（-E-@），气象学家和其他科学家担心地球尽管占全球陆地总面积&".的干旱土地在全难以适应快速的全球变暖［&］。球碳循环过程中占有十分重要的地位［,，!,］。但是，自然引发的温室气体有水蒸气、10(、1E&和F(因严酷的自然条件和对不同的过程作用的敏感和脆0。国际气候专家!%%$年的报告明确地指出，人类弱性而面临着大范围的严重退化。因人类活动而产［$］活动影响了这些气体的浓度、分布和活动与循环。生土地

5、和植被退化的荒漠化过程，影响着全球干旱大约在!+)"年，10、1E和F0在大气中的浓度分地区,$亿>;(的土地［,（］图!）。这些荒漠化土地主(&(别增到,".、!&).和!,.。尽管1E&和F(0必须值要分布在经济和科技欠发达的发展中国家，而联合国［&］得注意，但大多数研究关注的是10(气体的排放。气候变化框架协议（东京协议）要求发展中国家限制10(气体浓度增高的长期监测表明：在("世纪初、中温室气体的排放。尽管土壤和植被的退化导致了温期，大气中10浓度增加到了,+";4·G4H!。在过去室气体的释放［!］。然而通过采用恢复措施改善土壤(的几千年里

6、，在保持(+"D(%";4·G4H!之后，这一增质量、增加土壤有机碳含量、提高生物量生产来缓解长与同一时期快速增长的石油燃烧相吻合［+］。虽然温室效应是可行的［,］。因此，如何对干旱区土地进行没有如何变化的调查，但许多科学家已达共识，那就合理的管理和利用以缓解温室效应，对多数发展中国是减少温室气体的排放可以缓解全球气候变化所带家而言机遇和挑战并存。本文对近年来相关的研究来的风险［&］。进行了评述，分析了干旱区土壤碳的传送、转化规律土壤是陆地生态系统中最大的碳库载体，其中及荒漠化对碳循环的影响机理，指出广袤的干旱地区收稿日期：(""(#"$#()；改回

7、日期：(""(#"%#"*基金项目：国家重点基础研究发展规划%+,项目（-(""""&*+")）；中国科学院沙坡头沙漠试验研究站开放基金（("""(&）资助作者简介：樊恒文（!%$,—），男（汉族），甘肃庆阳人，助理研究员，主要从事沙漠治理研究。>#K在全球碳的储存、缓解大气中!"升高中发挥着重要分别为#D?>=、%B?%=、#K?@=和5(·5）和很低

8、植物有效水分保持能力。一些含盐很高的土壤，也含有很高的碳酸钙和硫酸钙，因此，干旱土壤这些特点限制了生物量的生