土地整治工程對土壤有機碳的影響

師晨迪

摘要 土壤有機碳庫是全球陸地生態系統最重要的碳庫，隨著近年來土地整治規模的不斷增加，土地整治工程對土壤有機碳也產生了較大的影響。本文探討了2種主要土地整治工程對農田土壤有機碳的影響，以期引起土地科技工作者對于土地整治工程固碳意義的重視，為改善區域環境提供借鑒。

關鍵詞 土壤有機碳；土地整治工程；土壤固碳；影響

中圖分類號 S153.6 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）12-0185-01

Abstract The sink of soil organic carbon is the most important carbon sink in the global land ecosystem.With the increase in the scale of land management in recent years，the land reclamation engineering also has great influence on soil organic carbon.This paper discussed the effects of two main types of land reclamation engineering on soil organic carbon，so as to attract attention of scholars for carbon sequestration of land reclamation engineering，and provide references to improve the regional environment.

Key words soil organic carbon；land reclamation engineering；soil carbon sequestration；effect

土壤有機碳庫是全球陸地系統最重要的碳庫，據估計農田土壤有機碳（SOC）含量為植物碳含量（5.5×1017 g）的3倍、大氣圈碳含量（7.5×1017 g）的2倍[1]。提高土壤固碳能力不僅是增加土壤肥力和農業綜合生產能力的需要，也是履行《巴黎協定》、德國波恩等氣候變化公約減少溫室氣體以及制定對應政策的關鍵點。

隨著第23屆聯合國氣候變化大會（COP23）在德國波恩落下帷幕，全球氣候變化的問題再一次給人們警示，溫室氣體的排放問題嚴重影響著全球氣候變化[2]及世界環境、經濟的發展。在此之前，《巴黎協定》也提出了長期減排，要求21世紀實現全球碳中性[3]。因此，固碳作為減緩碳排放的重要策略之一也逐漸成為熱點問題。

目前，固碳途徑以土壤中生物固碳最為安全、環保、有效。森林、草地、農田生態系統均為固碳研究重點，作為農業大國，我國的農田固碳也在不斷發展，尤其是近年來開展的土地整治工程。隨著土地整治事業不斷迅速發展，土地整治的規模不斷加大，土地整治的類型逐漸增多。然而，針對土地整治對土壤固碳的研究較少。由于土地整治過程中對土壤結構存在巨大的擾動，直接導致了土壤有機碳的增加或減少。因此，土地整治工程作為對農田土壤擾動最大的生態工程，對農田土壤固碳過程具有重要的影響。隨著土地整治工程研究的進一步發展，土地整治工程固碳效應將會得到更多重視。

1 土地整治的定義

土地整治是指對低效利用、不合理利用、未利用以及生產建設活動和自然災害損毀的土地進行整治，提高土地利用效率的活動。土地整治是盤活存量土地、強化節約集約用地、適時補充耕地和提升土地產能的重要手段。在我國，將土地整治與農村發展，特別是與新農村建設相結合，是保障發展、保護耕地、統籌城鄉土地配置的重大戰略。

2 土地整治的類型

按照土地利用類型，土地整治分為廢棄建設用地土地整治、農用地土地整治及未利用地土地整治。本文以廢棄宅基地和其他草地為例，探討了土地整治過程中土壤有機碳的變化情況。

3 土地整治發展現狀

我國作為一個農耕文明的起源國，土地利用歷史悠久，在不同的歷史時期，土地整治也以不同形式存在著，最早可追溯到公元前1066年西周時期的井田制度，但我國及現代的土地整治則起步較晚，進入20世紀80年代后才出現土地整治活動的雛形[4]。自1997年有組織、大規模的土地整治工作開展以來，土地整治的內涵、外延不斷得到拓展，逐步由自然性工程轉變為綜合性社會工程；“十一五”以來，中國驗收入庫的土地整治項目超過15萬個，整治規模829萬hm2，新增耕地270萬hm2 [5-7]；“十二五”以來，我國土地整治工作不斷推進，根據《全國土地整治規劃（2011—2015年）》，當前我國土地整治的主要內容為農用地整治、農村建設用地整治、城鎮工礦建設用地整治、土地復墾及土地開發等[8]。當前土地整治主要包括5種類型，農用地整治是以高標準基本農田建設為主要工程，在增加耕地數量、提升耕地質量的基礎上，實現國家“十三五”提出的5 300萬hm2高標準基本農田建設目標[9]。

4 土地整治對土壤有機碳的影響

4.1 廢棄建設用地整治成為耕地對土壤有機碳的影響

建設用地整治成為耕地后，隨著耕種年限的增加，土壤有機碳含量也隨之增加。王蕓[10]以安太堡露天煤礦復墾土壤為例，研究不同復墾模式對土壤有機碳庫的影響，結果表明，復墾礦區土地可在較大程度上恢復土壤固碳能力，通過土地復墾，復墾樣地的土壤有機碳庫儲量均有增加，都遠高于未復墾樣地，甚至有的高于原地貌樣地。土地復墾對恢復土壤固碳能力效果明顯，復墾后各樣地土壤有機碳庫儲量均遠高于未復墾樣地。

4.2 其他草地整治成為耕地對土壤有機碳的影響

其他草地整治成為耕地，原有的有機碳含量較高的表土被復墾后置于下層被覆蓋，露出原有土壤有機碳含量較低的母質層，隨著耕種年限的增加，現有表土層土壤有機碳含量將逐漸增加，而覆蓋在下層的有機質含量較高的表土，由于水熱條件發生變化，土壤的礦化過程也會發生明顯的變化，即剛開始礦化較為明顯，隨著有機碳含量的降低，礦化作用逐漸減弱。楊雪玲等[11]研究不同土地利用方式對土壤有機碳礦化的影響，結果表明，不同土地利用類型土壤有機碳礦化過程存在相同的變化規律，且表現出明顯的階段性特征，即在前期隨時間延長大幅下降，而中后期緩慢下降并趨于平緩。

對于已經整治完成的荒草地，由于其本底值較低，土壤有機碳含量也接近最低水平，因而土壤有機碳含量會逐漸增加。從局部表層土而言，土壤有機碳含量是一個降低的過程，而對于0～100 cm土壤有積碳含量而言，土地整治工程可以促進提高土壤有機碳存儲過程。陳 朝等[12]通過對隴中黃土高原5種典型土地利用方式土壤有機碳含量的分析表明，荒漠草原開墾后0～100 cm土壤有機碳含量增加。

5 展望

土地整治工程作為一個巨大的生態工程，其調節土壤有機碳含量的作用是毋庸置疑的，針對土地整治工程可能會導致整治區域農田表層土壤有機碳降低這一過程，為了達到不破壞乃至提高土壤有機碳含量的效果，在整治中需要注意生態工程措施的運用。一是表土剝離回填和客土改良是土地整治中提高土壤表層有機碳含量的有效途徑。二是通過種植綠肥和秸稈還田是土地整治中提高土壤有機碳含量的有效生物措施，種植綠肥可以提高土壤養分，進一步促進作物的生長、增強微生物的活動，增加根系分泌物及殘枝落葉的輸入。三是通過保持生物多樣性可間接提高區域土壤有機碳含量。通過建設生態型土地整治工程，提高農田的自我修復能力。

6 參考文獻

[1] POST W M，PENG T H，EMANUEL W R，et al.The global carbon cycle[J].American Scientist，1990，78（4）：310-326.

[2] LI N，CHEN X M，LONG X H，et al.Carbon sequestration and jerusalem artichoke，biomass under nitrogen applications in coastal saline zone in the northern region of Jiangsu，China[J].Sci Total Environ，2016，568（11）：855-890.

[3] 巢清塵，張永香，高翔，等.巴黎協定：全球氣候治理的新起點[J].氣候變化研究進展，2016，12（1）：61-67.

[4] 甘藏春.社會轉型與中國土地管理制度改革[M].北京：中國發展出版社，2014.

[5] 楊緒紅，金曉斌，管栩，等.2006—2012年中國土地整治項目空間特征分析[J].資源科學，2013，35（8）：1535-1547.

[6] 管栩，金曉斌，潘倩，等.基于縣域尺度的中國土地整治新增耕地空間差異分析[J].農業工程學報，2013，29（20）：226-233.

[7] 管栩，金曉斌，周月書，等.農村土地整治項目對國民經濟影響的定量分析：以長沙縣福臨鎮土地整治項目為例[J].中國土地科學，2012，27（2）：39-45.

[8] 賈文濤.土地整治有了新目標：《全國土地整治規劃（2011—2015年）》解讀[J].中國土地，2012（4）：12-14.

[9] 程鋒，王洪波，鄖文聚.中國耕地質量等級調查與評定[J].中國土地科學，2014，28（2）：75-82.

[10] 王蕓.安太堡露天煤礦不同復墾模式對土壤有機碳庫的影響[D].北京：中國地質大學，2014.

[11] 楊雪玲，陳群，周育智，等.不同土地利用類型對土壤有機碳礦化過程的影響[J].安徽農業科學，2017，45（4）：110-114.

[12] 陳朝，呂昌河，范蘭，等.土地利用變化對土壤有機碳的影響研究進展[J].生態學報，2011，31（18）：5358-5371.