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世界草地總面積52.5億公頃，占地球陸地總面積的40.5%（不包括格陵蘭島和南極）。草地具有極其重要的生態功能和生產功能，儲存了全球陸地生態系統有機碳總量的34%，其中約90%的碳儲存在植物根系和土壤中。因此，厘清草地土壤有機碳形成、周轉和穩定性維持與調控機制，提出基于自然的氣候變化解決方案，提升生態系統保碳增匯能力，對于保障全球生態安全和食物安全，實現“雙碳”目標具有重要的意義。

植物所白永飛研究員和美國科羅拉多州立大學的M. Francesca Cotrufo教授合作發表研究綜述，綜述基于微生物在土壤有機碳形成和持久性中起關鍵作用這一新范式，提出了植物多樣性通過影響地上和地下生物量分配、凋落物和根系分泌物碳輸入，調控土壤微生物體內轉化、體外修飾和微生物殘體續埋過程，進而調控礦物結合態有機質和顆粒態有機質的形成、積累和持久性的概念框架。

科研人員整合分析了大陸尺度不同草地類型微生物殘體碳對土壤總有機碳的相對貢獻，以及全球尺度真菌、細菌和總微生物殘體碳與降水量的關系，系統梳理了氣候變化、火燒和放牧對草地土壤礦物結合態有機質、顆粒態有機質和碳儲量的影響及其環境依賴性，定量分析了恢復生物多樣性、輪牧、長期施肥、種植豆科牧草、退耕還草等管理措施對增加土壤碳固存的貢獻。在全球和區域尺度，估算了退化草地恢復、優化放牧地管理和牧場中種植豆科植物的增匯潛力。在此基礎上，綜述提出了未來草地生態系統保碳增匯基礎研究與技術研發的重點領域和行動方案。

未來研究中，需要進一步厘清各種草地管理措施的碳固存潛力及其不確定性和環境依賴性，揭示這些措施在生物多樣性保護、氣候變化減緩和食物生產方面產生的協同效應和權衡。需要采取行動包括：1）恢復各類退化草地；2）改進放牧地管理；3）合理配置草地的生態-生產功能；4）保護草地生物多樣性；5）牧場和人工草地中種植豆科植物；6）改善草地施肥管理；7）避免草地轉化為農田、林地和其它用地。

該研究綜述8月5日發表在國際學術期刊Science上。植物所白永飛研究員為第一作者和通訊作者。研究得到國家自然科學基金重大項目和中科院美麗中國A類先導專項的資助。

全文鏈接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo2380

草地土壤有機碳形成、周轉和穩定性維持與調控機制