水利学院陈正发副教授课题组在侵蚀过程碳排放领域 发表重要研究成果

2025-05-22 　阅读数：1150　

近日，水利学院陈正发副教授课题组在红壤坡耕地侵蚀过程碳排放领域取得重要进展，研究成果以“Short-term emissions effect of rainfall erosion on soil CO₂ in red soil sloped farmland in southern China”为题在国际权威期刊《Soil & Tillage Research》（中国科学院一区TOP期刊，2023-2024年度影响因子6.1，实时影响因子6.8）上全文发表。云南农业大学水利学院为唯一署名单位，硕士研究生颜科宇为第一作者，陈正发副教授为通讯作者。

降雨格局的改变加剧了农田土壤侵蚀和碳排放，对农田生态系统的稳定性及土壤碳循环过程造成严重威胁，量化降雨侵蚀条件下农田土壤碳排放特征对准确预测全球气候变化具有重要意义。然而，现有研究多集中于非耕地（林地或草地）或裸地的长期侵蚀效应，而忽略了对土壤CO₂排放的短期效应，特别是对农田生态系统不同降雨强度和耕作利用实践下降雨侵蚀过程对土壤CO₂排放的短期动态机制尚未清晰，制约了对土壤碳循环及其环境效应的深入理解。

红壤坡耕地是中国南方水土流失的主要策源地，其独特的土壤性质和气候条件成为研究侵蚀作用下土壤CO₂排放响应机制的理想对象。鉴于此，研究团队以红壤坡耕地为研究对象，通过室内精准人工模拟降雨试验，探明了不同耕作措施和降雨强度情景下红壤坡耕地产流产沙过程和有机碳流失特征，并阐明了降雨侵蚀作用下土壤短期内的 CO₂排放累积量与有机碳流失量、土壤水分及温度的响应关系，由此确定出最有效的耕作措施，以防治有机碳流失和降低土壤CO₂排放。

研究结果发现，地表径流是红壤坡耕地有机碳流失的主要途径，占总流失量的58%。降雨侵蚀对土壤CO₂排放产生显著的“Birch效应”，增幅为19.42%～259.72%，且在3天后恢复至降雨前排放通量水平。结构方程分析表明，有机碳流失总量是影响土壤CO₂排放的重要因素，其增加会降低土壤温湿度对短期CO₂排放的敏感性。综合分析表明，横坡垄作在防止有机碳流失和减少土壤CO₂排放方面的效果较好，可在红壤坡耕地耕作利用中优先推广。本研究有助于深化降雨侵蚀过程土壤CO₂排放驱动因素和防控措施的认识。

该研究得到云南省基础研究计划面上项目（202201AT070272）和云南省农业基础研究联合专项面上项目（202301BD070001-033）等资助。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167198725001813.

初审：陈正发

复审：张刘东

终审：段青松