马子龙副教授在农林复合系统碳储能力的研究上取得进展

问题的提出：应对气候变化和保证粮食安全是目前人类社会面临的巨大挑战，也是联合国实现可持续发展目标的重要组成部分。由于以粮食生产为主要目的土地利用方式（例如农田）和以缓解气候变化为主要目标的土地利用方式（例如森林）往往是不一致的，因此在世界范围内，人类一直在试图寻找既能增加碳汇又能保证粮食产量的土地利用策略。研究表明，农林复合系统的（agroforestry systems）作为一种可持续的土地利用方式，不仅能够有效增加作物产量、维持生物多样性、使收入多样化、而且具有较大的固碳潜能。然而，农林复合系统中各有机碳库（图1，包括地上生物量碳、根系生物量碳、地表枯落物及腐殖质所含有机碳和土壤有机碳）对农林复合系统总碳储量的相对贡献，以及这些碳库所含有机碳随着农林复合系统林龄、林分密度、树种多样性等特征的变化规律依然未知。本研究基于等效土壤质量法（equivalent soil mass approach）系统量化了加拿大常见的农林复合系统（hedgerow，shelterbelt，silvopasture）以及其内不同土地利用类型（林地 vs 农田/草地）对农林复合系统各碳库有机碳含量的影响。

图1 农林复合系统林地区域有机碳库的组成

       研究发现：农林复合系统的林地区域与相邻的农田或草地区域相比，平均每公顷能够多储存178.5 吨有机碳，而其总有机碳储量在不同农林复合系统类型间并没有显著差异（图2）。在农林复合系统的林地区域，大部分有机碳储存于土壤（61%）、上层乔木（28%）和地表枯落物及腐殖质（10%）中，而中层乔木、灌木和林下植被所储存的有机碳只占总有机碳储量的1%（图2）。

图2 不同农林复合系统中林地和相邻农田/草地区域的有机碳储量分布和对比。

研究还发现，农林复合系统林地区域的有机碳储量与林分特征密切相关，其中储存于地表枯落物及腐殖质中的有机碳会随着林龄的增加而升高（图3）。

图3 不同农林复合系统中林分特征与碳储量之间的关系。

      研究结果强调了农林复合系统地表枯落物及腐殖质中其实存储了相当多的有机碳，在以后对农林复合系统的碳库估算中应予以充分考虑。研究还表明农林复合系统的推广是实现增加碳汇和缓解气候变化的有效策略。

      研究结果以“Carbon stocks differ among land-uses in agroforestry systems in western Canada”为题发表于国际期刊Agricultural and Forest Meteorology（中科院农林科学大类 1区）；中山大学生态学院马子龙副教授为唯一第一作者，加拿大阿尔伯塔大学可再生能源系教授Scott X. Chang为通讯作者。此外，阿尔伯塔大学农业、食品与营养科学学院的Edward W. Bork, Cameron N. Carlylec, Jonathan Tieua, Cole D. Gross作为合作者参与了该项目的工作。（全文链接：https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2021.108756）

【老师简介】

马子龙，副教授，博士生导师，中山大学“百人计划”引进人才，系统开展有关全球变化以及生态系统生态学等方面的研究，共发表学术论文30余篇，其中一作或通讯作者论文10余篇，包括在Agricultural and Forest  Meteorology, Global Ecology and Biogeography, Journal of Ecology, Soil Biology and Biochemistry等期刊。

通讯员：马子龙