“土地科学面面观”专栏 | MDPI Land：土地利用变化如何影响土壤碳固存？

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引言

土壤是陆地生态系统最大的碳库，它与多种生命活动息息相关。土壤碳固存是一种自然和环境友好的过程，在缓解陆地碳与气候之间的正反馈方面起着重要作用。土地利用/土地覆被变化 (LUCC) 研究已成为全球环境变化的核心领域。据联合国政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 报告，每年有1.6 Pg C由LUCC排放至大气中，LUCC是仅次于化石燃料燃烧 (7.2 Pg C) 的第二大大气碳源。土壤可能作为碳源或碳汇，这取决于流入和流出之间的比率，土地利用变化可以直接或间接的影响土壤碳固存的变化。因此，研究LUCC对土壤碳固存的影响具有重要意义。

全面认识土地利用变化对土壤碳固存的影响，对于缓解全球变暖进程和保障全球粮食安全等问题具有重要意义。尽管相关研究受到广泛关注，但是目前仍然缺乏宏观综述。Web of Science是大型综合性、多学科、核心期刊引文索引数据库，也是获取全球学术信息的重要数据库。基于此，本研究基于Web of Science核心数据库，利用R语言中的bibliometrix软件包，对1985—2022年发表的论文进行系统梳理。在此基础上，综述土地利用变化对土壤碳固存的影响，以明晰现有研究的发展情况，更好地把握未来的发展趋势。

 研究内容 

从文献计量分析的结果来看，年度发文量总体呈现上升趋势，发展可分为三个阶段：1985—1999年为缓慢增长阶段，2000—2009年为平稳增长阶段，2010—2021年为迅速增长阶段。Global Change Biology 和Science of The Total Environment 发文数量较多，Science 和Global Change Biology 是具有重要影响力的期刊。美国和中国发表的论文数量远远高于其他国家；不同国家的研究机构之间存在相互合作，且具有一定的规模 (如图1)。2000年后，土地利用变化和土壤碳固存联系紧密，土地利用变化通过改变土壤的碳输入速率和土壤有机质损失速率影响土壤碳固存。

图1. 1985—2021年土地利用变化对土壤固碳影响排名前10的国家及论文发表数量 (MCP表示同一篇论文的作者来自多个国家；SCP表示同一篇论文的作者都来自同一个国家)。

土地利用变化如何影响土壤碳固存，值得我们开展深入研究。土地利用变化可分为两种基本类型，分别为用途转移和集约度变化。用途转移是指土地利用类型的转变，集约度变化可以解释为土地管理方式的变化，二者的变化影响着陆地生态系统的结构和功能。

土壤作为最大的陆地生态系统，土壤碳固存受到土地利用变化的影响，且土地利用变化已成为最主要的人为因素。在现有文献分析的基础上，我们发现土地利用类型的转变必然会导致土壤碳固存的变化。不同的土地利用类型中，土壤对凋落物的不同分解过程以及不同性状的植物物种都会造成土壤中碳含量的差异，并且碳储量的潜在变化率也有所不同。土地利用类型中耕地、林地和草地之间的转变对土壤碳固存影响较大。土地管理方式变化主要通过改变土壤的碳输入速率和土壤有机质损失速率影响土壤碳固存。

研究表明，林地转变为耕地和草地是土壤碳固存减少的重要原因，针对耕地、林地和草地应分别采取相应的管理措施，提高土壤碳固存。土壤固碳管理对全球碳循环、减缓气候变化和保障粮食安全都尤其重要。未来的研究是更具综合性的，需要运用多学科的技术手段和方法，更深入地定量分析过去及目前土地利用变化的碳源、碳汇效应，进一步探究气候变化、土地利用变化和土壤碳固存之间的相互作用机制，从而针对不同气候情景展开更精准的预测和评估。

 研究总结 

本研究促使我们能够全面认识土地利用变化对土壤碳固存的影响，这对缓解全球气候变化和保障全球粮食安全具有重要意义。值得注意的是，本文关于国家和研究机构的文献计量分析展示了一个客观的结果，然而，受限于不同国家的大小、人口数量和发展情况，相关结果具有一定的局限性。在后续研究中，可以考虑相对产出，进行标准化处理，从而获得更加客观且合理的结果。

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阅读英文原文

Yu, H.; Song, W. Research Progress on the Impact of Land Use Change on Soil Carbon Sequestration. Land 2023, 12, 213.

撰稿人：宋伟

 专栏简介 

“土地科学面面观”专栏由MDPI编委宋伟副研究员 (中国科学院地理科学与资源研究所) 主持，专注于土地利用变化科学领域的前沿进展。

 专栏编辑

宋伟 副研究员

中国科学院地理科学与资源研究所

长期从事土地利用变化科学的相关研究工作，具体研究方向包括土地利用变化检测、土地利用变化建模与模拟、土地利用政策、土地利用变化的生态效应以及土地整治、土地利用规划等。截至2022年9月，已在国内外学术期刊发表论文110余篇，其中第一/通讯作者SCI/SSCI收录论文80余篇，在Web of Science核心集中被引近2400次，单篇最高被引305次。第一/通讯作者论文中有3篇入选ESI高被引论文，1篇入选Ecological Modelling 的2014至2018年Most Cited论文。

获省部级奖励6次 (其中第一完成人二等奖1次)、获第十四届全国青年地理科技奖。参与了《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划 (2021~2035年)》《大运河生态环境保护修复专项规划》等规划的编制工作，参与撰写的3份咨询报告得到中办采用。

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* 本文内容由MDPI编委宋伟副研究员负责撰写，文中涉及到的论文翻译部分，为译者在个人理解之上的概述与转达，论文详情及准确信息请参考英文原文。本文遵守 CC BY 4.0 许可 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。如需转载，请于公众号后台留言咨询。

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