国家蚕桑产业技术体系完成对我国桑园碳氮耦合特征的初期评估

陆地生态系统碳氮循环是地球碳氮循环的重要组成部分，土壤是陆地生态系统的基础以及最主要的组成部分。土壤的碳排放和氮排放对于全球气候调控具有十分重要的作用，土壤碳库和氮库发生的微小改变都会对全球大气情况造成影响。桑树作为我国重要的经济树种，在我国生态修复和农业生产中被广泛种植。桑园从黑龙江到海南，从新疆到台湾都有分布，桑产业成为各地践行“绿水青山就是金山银山”、实现脱贫攻坚和乡村振兴的重要绿色产业。因此，了解桑园土壤碳库特征对于经济林生态系统和农田生态系统碳汇减排项目的设计具有重要的参考意义。本研究通过分析我国华北、华东、中南、西南及西北5个地区的475个桑园表层土壤(0～20 cm)、亚表层土壤(20～40 cm)的有机碳含量和全氮含量，探讨了桑园土壤碳氮关系的空间分异规律。结果表明：(1)我国桑园土壤有机碳在土层深度上有显著差异，表层土壤有机碳含量为10.71 g/kg±7.01 g/kg，比亚表层土壤高出37.13%；(2)我国桑园土壤有机碳具有明显的空间分异，从高到低依次为西南地区、中南地区、华东地区、华北地区、西北地区；(3)我国桑园土壤全氮含量对地区、土层深度，以及二者的交互作用具有显著的响应，其中西北地区土壤表层与亚表层之间无显著性差异，华东地区全氮含量差异最大，表层全氮含量高出亚表层全氮含量56.68%，而西南地区和华北地区表层全氮含量分别比亚表层高34.27%、20.79%；(4)我国桑园土壤碳氮比显著响应地区差异，从高到低依次为西北地区、西南地区、华东地区、中南地区、华北地区，而对土层深度无显著响应；(5)土壤pH调控我国桑园土壤有机碳和全氮含量存在显著的空间分异，其中西北地区桑园土壤碳氮含量与pH无显著相关性，中南地区桑园土壤碳氮含量与pH呈显著正相关关系，其余地区桑园土壤碳氮含量与pH呈显著负相关关系；(6)我国桑园表层土壤碳氮比与pH呈显著负相关关系，这主要是西南地区土壤数据的贡献，因为其他地区表层土壤碳氮比与pH无显著相关性；(7)我国各地区桑园亚表层土壤碳氮比与pH无显著相关性。综上，我国桑园无论是碳库研究，还是绿色低碳种植技术创新，都不可回避土壤的空间分异特征，而土壤有机碳的空间分异可作为桑树造林或生态修复项目规划设计的基本分层依据。

(国家蚕桑产业技术体系土肥水管理岗位 张建华)