为什么完全停止放牧,可能反而削弱草原的长期碳储存

最新研究指出,将绵羊及其他牲畜完全从高地草原中移除——这一做法常被宣传为提升碳储存、应对气候变化的有效手段——实际上可能对土壤中最稳定、最关键的碳储备产生负面影响。

这项由曼彻斯特大学牵头、兰卡斯特大学一位资深土壤科学家参与的研究发现,尽管停止放牧往往会增加植物体和地表枯死植被中参与快速循环的碳含量,但与此同时,土壤中寿命最长、对气候变化最具缓冲作用的碳形式却可能随之减少。这类碳被称为矿物相关有机碳(MAOC),它与土壤矿物紧密结合,能够在土壤中稳定存在数十年甚至数百年,被认为是长期气候缓解的重要支柱。

该研究由兰卡斯特大学生态学系主任理查德·巴杰特教授发起。他表示,研究结果表明,在英国大片高地草原区域,维持低强度放牧对保护最稳定的土壤碳库具有重要意义。

草原生态系统约储存了全球三分之一的陆地碳,其中绝大部分并不在植物本身,而是隐藏在土壤之中。随着各国政府加快推进净零排放目标,将牲畜从传统放牧草地中移除,正越来越多地被视为一种具有规模化潜力的气候解决方案。

长期以来,科研人员和土地管理者主要依据“总碳储量”来评估碳清除或碳汇项目的成效。然而,这项发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)的最新研究指出,如果只关注碳的总量,而忽视其在生态系统中的稳定性与持久性,相关评估可能会产生误导。

论文第一作者、曼彻斯特大学访问学者周陆洪博士解释称,未放牧的草地通常会在植物组织和落叶层中积累更多未受保护的碳,但与此同时,这些区域中受到矿物质保护的土壤碳含量往往较低,而这种矿物结合形式,恰恰是最能抵御气候变暖所引发分解过程的碳类型。他指出,尽管高强度放牧可能会损害土壤碳储存,但研究结果显示,完全排除放牧动物,并不必然意味着更持久的土壤碳积累。

来自兰卡斯特大学、曼彻斯特大学、耶鲁大学、福建师范大学以及荷兰莱顿大学的研究团队,对英国境内从达特穆尔延伸至格伦索、跨越约800公里南北梯度的12处高地草原进行了系统分析。在每一处样地中,研究人员对比了十多年未进行放牧的草地,与同期仍在放牧的相邻区域。

分析结果显示,停止放牧的草地确实在植物生物量和地表枯落物中积累了更多短寿命碳,但在整体上,其矿物相关有机碳含量反而较低。

研究人员认为,这种长寿命土壤碳的减少,与放牧绵羊移除后植被结构发生变化密切相关。原本以草本植物为主的景观,逐渐被矮灌木(如石南花)取代。这些灌木的根系通常与一种称为杜丝菌根的真菌形成共生关系。这类真菌会减缓植物凋落物的分解速度,从而增加短期碳的积累,但同时也会刺激对较老、更加稳定土壤碳的分解,以释放养分支持植物生长。此外,更加湿润的土壤环境,还可能削弱矿物质对MAOC的保护作用。

耶鲁大学自然碳捕集中心的刘尚世博士指出,将移除草食动物视为一种普遍适用的碳减缓手段,往往忽略了生态系统中碳储存存在连续谱这一事实,也忽视了并非所有新增碳都能对长期气候缓解作出同等贡献。他强调,当缓慢循环的碳库受到削弱时,草原整体碳储备可能会对未来的气候变化变得更加脆弱。因此,真正有效的气候缓解策略,必须同时兼顾碳储量的规模与其在时间尺度上的稳定性。

这些研究成果发布之际,正值英国及全球环境政策制定的关键阶段。各国政府正在围绕土地利用方式展开讨论,以制定实现净零排放目标的长期框架。

研究作者强调,他们的结论并非反对减少过度放牧行为。相反,这项研究呼吁采取更加平衡、精细化的草地管理策略,在评估生态系统气候价值时,同时考虑碳的总量与其持久性。

本文译自:lancaster,由olaola编辑发布

封面图片:unsplash/Quick PS