土地整治工程對(duì)土壤有機(jī)碳的影響

師晨迪

摘要 土壤有機(jī)碳庫(kù)是全球陸地生態(tài)系統(tǒng)最重要的碳庫(kù)，隨著近年來(lái)土地整治規(guī)模的不斷增加，土地整治工程對(duì)土壤有機(jī)碳也產(chǎn)生了較大的影響。本文探討了2種主要土地整治工程對(duì)農(nóng)田土壤有機(jī)碳的影響，以期引起土地科技工作者對(duì)于土地整治工程固碳意義的重視，為改善區(qū)域環(huán)境提供借鑒。

關(guān)鍵詞 土壤有機(jī)碳；土地整治工程；土壤固碳；影響

中圖分類號(hào) S153.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2018）12-0185-01

Abstract The sink of soil organic carbon is the most important carbon sink in the global land ecosystem.With the increase in the scale of land management in recent years，the land reclamation engineering also has great influence on soil organic carbon.This paper discussed the effects of two main types of land reclamation engineering on soil organic carbon，so as to attract attention of scholars for carbon sequestration of land reclamation engineering，and provide references to improve the regional environment.

Key words soil organic carbon；land reclamation engineering；soil carbon sequestration；effect

土壤有機(jī)碳庫(kù)是全球陸地系統(tǒng)最重要的碳庫(kù)，據(jù)估計(jì)農(nóng)田土壤有機(jī)碳（SOC）含量為植物碳含量（5.5×1017 g）的3倍、大氣圈碳含量（7.5×1017 g）的2倍[1]。提高土壤固碳能力不僅是增加土壤肥力和農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的需要，也是履行《巴黎協(xié)定》、德國(guó)波恩等氣候變化公約減少溫室氣體以及制定對(duì)應(yīng)政策的關(guān)鍵點(diǎn)。

隨著第23屆聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)（COP23）在德國(guó)波恩落下帷幕，全球氣候變化的問(wèn)題再一次給人們警示，溫室氣體的排放問(wèn)題嚴(yán)重影響著全球氣候變化[2]及世界環(huán)境、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在此之前，《巴黎協(xié)定》也提出了長(zhǎng)期減排，要求21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)全球碳中性[3]。因此，固碳作為減緩碳排放的重要策略之一也逐漸成為熱點(diǎn)問(wèn)題。

目前，固碳途徑以土壤中生物固碳最為安全、環(huán)保、有效。森林、草地、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)均為固碳研究重點(diǎn)，作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，我國(guó)的農(nóng)田固碳也在不斷發(fā)展，尤其是近年來(lái)開(kāi)展的土地整治工程。隨著土地整治事業(yè)不斷迅速發(fā)展，土地整治的規(guī)模不斷加大，土地整治的類型逐漸增多。然而，針對(duì)土地整治對(duì)土壤固碳的研究較少。由于土地整治過(guò)程中對(duì)土壤結(jié)構(gòu)存在巨大的擾動(dòng)，直接導(dǎo)致了土壤有機(jī)碳的增加或減少。因此，土地整治工程作為對(duì)農(nóng)田土壤擾動(dòng)最大的生態(tài)工程，對(duì)農(nóng)田土壤固碳過(guò)程具有重要的影響。隨著土地整治工程研究的進(jìn)一步發(fā)展，土地整治工程固碳效應(yīng)將會(huì)得到更多重視。

1 土地整治的定義

土地整治是指對(duì)低效利用、不合理利用、未利用以及生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)和自然災(zāi)害損毀的土地進(jìn)行整治，提高土地利用效率的活動(dòng)。土地整治是盤(pán)活存量土地、強(qiáng)化節(jié)約集約用地、適時(shí)補(bǔ)充耕地和提升土地產(chǎn)能的重要手段。在我國(guó)，將土地整治與農(nóng)村發(fā)展，特別是與新農(nóng)村建設(shè)相結(jié)合，是保障發(fā)展、保護(hù)耕地、統(tǒng)籌城鄉(xiāng)土地配置的重大戰(zhàn)略。

2 土地整治的類型

按照土地利用類型，土地整治分為廢棄建設(shè)用地土地整治、農(nóng)用地土地整治及未利用地土地整治。本文以廢棄宅基地和其他草地為例，探討了土地整治過(guò)程中土壤有機(jī)碳的變化情況。

3 土地整治發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)作為一個(gè)農(nóng)耕文明的起源國(guó)，土地利用歷史悠久，在不同的歷史時(shí)期，土地整治也以不同形式存在著，最早可追溯到公元前1066年西周時(shí)期的井田制度，但我國(guó)及現(xiàn)代的土地整治則起步較晚，進(jìn)入20世紀(jì)80年代后才出現(xiàn)土地整治活動(dòng)的雛形[4]。自1997年有組織、大規(guī)模的土地整治工作開(kāi)展以來(lái)，土地整治的內(nèi)涵、外延不斷得到拓展，逐步由自然性工程轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合性社會(huì)工程；“十一五”以來(lái)，中國(guó)驗(yàn)收入庫(kù)的土地整治項(xiàng)目超過(guò)15萬(wàn)個(gè)，整治規(guī)模829萬(wàn)hm2，新增耕地270萬(wàn)hm2 [5-7]；“十二五”以來(lái)，我國(guó)土地整治工作不斷推進(jìn)，根據(jù)《全國(guó)土地整治規(guī)劃（2011—2015年）》，當(dāng)前我國(guó)土地整治的主要內(nèi)容為農(nóng)用地整治、農(nóng)村建設(shè)用地整治、城鎮(zhèn)工礦建設(shè)用地整治、土地復(fù)墾及土地開(kāi)發(fā)等[8]。當(dāng)前土地整治主要包括5種類型，農(nóng)用地整治是以高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)為主要工程，在增加耕地?cái)?shù)量、提升耕地質(zhì)量的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)國(guó)家“十三五”提出的5 300萬(wàn)hm2高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)目標(biāo)[9]。

4 土地整治對(duì)土壤有機(jī)碳的影響

4.1 廢棄建設(shè)用地整治成為耕地對(duì)土壤有機(jī)碳的影響

建設(shè)用地整治成為耕地后，隨著耕種年限的增加，土壤有機(jī)碳含量也隨之增加。王蕓[10]以安太堡露天煤礦復(fù)墾土壤為例，研究不同復(fù)墾模式對(duì)土壤有機(jī)碳庫(kù)的影響，結(jié)果表明，復(fù)墾礦區(qū)土地可在較大程度上恢復(fù)土壤固碳能力，通過(guò)土地復(fù)墾，復(fù)墾樣地的土壤有機(jī)碳庫(kù)儲(chǔ)量均有增加，都遠(yuǎn)高于未復(fù)墾樣地，甚至有的高于原地貌樣地。土地復(fù)墾對(duì)恢復(fù)土壤固碳能力效果明顯，復(fù)墾后各樣地土壤有機(jī)碳庫(kù)儲(chǔ)量均遠(yuǎn)高于未復(fù)墾樣地。

4.2 其他草地整治成為耕地對(duì)土壤有機(jī)碳的影響

其他草地整治成為耕地，原有的有機(jī)碳含量較高的表土被復(fù)墾后置于下層被覆蓋，露出原有土壤有機(jī)碳含量較低的母質(zhì)層，隨著耕種年限的增加，現(xiàn)有表土層土壤有機(jī)碳含量將逐漸增加，而覆蓋在下層的有機(jī)質(zhì)含量較高的表土，由于水熱條件發(fā)生變化，土壤的礦化過(guò)程也會(huì)發(fā)生明顯的變化，即剛開(kāi)始礦化較為明顯，隨著有機(jī)碳含量的降低，礦化作用逐漸減弱。楊雪玲等[11]研究不同土地利用方式對(duì)土壤有機(jī)碳礦化的影響，結(jié)果表明，不同土地利用類型土壤有機(jī)碳礦化過(guò)程存在相同的變化規(guī)律，且表現(xiàn)出明顯的階段性特征，即在前期隨時(shí)間延長(zhǎng)大幅下降，而中后期緩慢下降并趨于平緩。

對(duì)于已經(jīng)整治完成的荒草地，由于其本底值較低，土壤有機(jī)碳含量也接近最低水平，因而土壤有機(jī)碳含量會(huì)逐漸增加。從局部表層土而言，土壤有機(jī)碳含量是一個(gè)降低的過(guò)程，而對(duì)于0～100 cm土壤有積碳含量而言，土地整治工程可以促進(jìn)提高土壤有機(jī)碳存儲(chǔ)過(guò)程。陳 朝等[12]通過(guò)對(duì)隴中黃土高原5種典型土地利用方式土壤有機(jī)碳含量的分析表明，荒漠草原開(kāi)墾后0～100 cm土壤有機(jī)碳含量增加。

5 展望

土地整治工程作為一個(gè)巨大的生態(tài)工程，其調(diào)節(jié)土壤有機(jī)碳含量的作用是毋庸置疑的，針對(duì)土地整治工程可能會(huì)導(dǎo)致整治區(qū)域農(nóng)田表層土壤有機(jī)碳降低這一過(guò)程，為了達(dá)到不破壞乃至提高土壤有機(jī)碳含量的效果，在整治中需要注意生態(tài)工程措施的運(yùn)用。一是表土剝離回填和客土改良是土地整治中提高土壤表層有機(jī)碳含量的有效途徑。二是通過(guò)種植綠肥和秸稈還田是土地整治中提高土壤有機(jī)碳含量的有效生物措施，種植綠肥可以提高土壤養(yǎng)分，進(jìn)一步促進(jìn)作物的生長(zhǎng)、增強(qiáng)微生物的活動(dòng)，增加根系分泌物及殘枝落葉的輸入。三是通過(guò)保持生物多樣性可間接提高區(qū)域土壤有機(jī)碳含量。通過(guò)建設(shè)生態(tài)型土地整治工程，提高農(nóng)田的自我修復(fù)能力。

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