AGEE|农业土壤中的化肥施用与固碳效应

原文题目：Fertiliser use and carbon sequestration in agricultural soils

当前，将土壤固碳作为减缓气候变化的一项应对策略，相关行动举措在多国蓬勃推进。农业虽是温室气体排放的重要来源，同时也在调控全球土壤碳库中发挥关键作用 —— 全球近 40% 的土地用于粮食与纤维生产。农业生产中的化肥生产与施用是温室气体排放的主要贡献源之一。耕作方式、病虫害防控、化肥投入与灌溉等农业管理措施，均会影响土壤碳储量与固碳潜力，因此优化农田土壤管理措施有助于减缓气候变化。本文通过文献计量分析与评述，系统探讨了化肥施用如何通过提升生物量产量增加碳输入、促进土壤有机质形成，进而影响土壤固碳过程。土壤肥力背景不同，化肥施用对土壤碳储量的影响呈现增减双向差异。在低肥力与高肥力土壤中，施肥均可通过提高作物生物量产出，增加秸秆残体等碳输入量，同时优化还田作物残体的化学计量比，加快土壤有机质的合成速率，从而提升土壤碳储量。但在高肥力土壤中，化肥投入也会加快土壤有机质分解速率，进而在生物量增产的同时，改变土壤净碳储量平衡。不同区域的施肥管理方式、作物产量水平及土壤本底条件差异显著，这表明在制定面向气候变化减缓的施肥调控策略时，必须充分考虑区域分异特征、因地制宜。

图1: 1980—2020 年化肥全生命周期温室气体排放变化趋势

图2: 近 40 年来化肥对温室气体排放与碳动态影响相关研究文献发文量。

图3: 土壤及其管理措施在调节全球碳循环中的作用；碳库储量与通量单位为Pg C（等同于 Gt C）

图4: 2023 年全球温室气体排放及全球年度土壤固碳量估算值

图5: 示意图：阐明化肥对温室气体排放、气候变化及土壤固碳的贡献机制。

图6: 化肥 — 植被 — 微生物 — 土壤有机碳库间反馈循环机理示意图

图7: 施肥影响土壤固碳的驱动因素