作者:Martin Wiesmeier 来源:STE 发布时间:2015/10/9 15:24:44
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气候变化或将分解土壤腐殖质

 

从上世纪90年代开始,欧洲许多重要作物的产量就停滞不前。因此,进入土壤的有机质也一直减少,而它们正是腐殖质形成的重要来源。

德国慕尼黑工业大学的科学家猜测耕地土壤的腐殖质存量由于气候变化的原因而正在减少。然而,腐殖质是土壤功能的一个关键因素,这样的变化甚至会对世界范围内的农业生产带来威胁。他们的研究发表于环境科学类期刊Science of the Total Environment

慕尼黑工业大学的科学家们在他们的研究中评估了联合国粮农组织编制的上世纪60年代以来欧盟国家农作物产量的统计数据。三种最为重要的谷类作物——小麦、大麦、玉米在中欧和北欧的产量已经停滞了20年。

该研究印证了其他一些研究的结论,即确认全世界农作物尤其是谷类作物的产量正在下降。

“由于作物产量与输入土壤的有机物质之间的强关联,因此,作物产量的停滞肯定也对土壤腐殖质存量产生影响,特别是在温度稳步升高的背景下。”该论文的第一作者、慕尼黑工业大学土壤科学博士Wiesmeier说。考虑到不断升高的气温引起更高水平的腐殖质的分解,而与此同时,输入土壤有机质又停滞,从长期来看,可以肯定地预见腐殖质将被消耗。

产量停滞的原因尚未解释清楚,但是可能由多种因素引起:“从上世纪90年代以来,随着欧盟采取了新的农业政策,化肥使用量减少,豆科植物也往往在作物轮作周期中被忽略。”论文合著者Rico Hübner博士解释道。“鲜有研究者将此作为作物产量停滞的原因之一来进行讨论。”

然而,因气候变化所导致的气候条件的改变可能是更重要的因素,比如温度越来越超过植物生长适宜的平均水平。就如所经历的这个夏天,温度在作物生长期内变化,干旱也更为频繁。“这必然导致作物生物量产量的停滞并减少输入土壤的有机质。”Wiesmeier说。

此外,欧洲牲畜养殖数量也自上世纪80年代以来显著下降。“有机肥的使用——有机物质的另一个重要来源也因此减少。”Wiesmeier补充道。

由于产量停滞而导致的腐殖质存量减少的早期迹象已经可以观察到。近几年来,几乎所有欧盟国家都已经观察到了耕地土壤腐殖质消耗的初兆。

此前的许多研究都预测,由于气候变化的缘故未来腐殖质水平将会提高,但是基于目前的研究,慕尼黑工业大学的科学家们对这种假设持批评态度:如果有机质输入停滞,从长期看土壤将失去它的腐殖质。“如果这种趋势长期持续,则可能对土壤肥力及土壤蓄水能力造成负面影响,”Wiesmeier表示,“反过来,这可能最终导致农作物歉收,从而形成一个恶性循环。”他补充道。

为阻止这种状况的发生,促进腐殖质形成的积极措施需要大力采用。“这包括作物轮作的多元化,绿色肥料和冬季绿化的应用以减少土壤侵蚀,优化土壤栽培,有机种植,发展林业以及秸秆还田。”Hübner说。

该论文的作者还认为对问题进行跨学科研究是至关重要的,“单一的学科本身并不能解决这个问题。”(来源:中国科学报 胡璇子编译)

 
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