西苏门答腊未利用土地农林复合系统中土壤健康指标、农民认知与碳市场标准的关联研究

为解决热带地区农林复合系统土壤健康评估与碳市场标准脱节的问题，研究人员在西苏门答腊开展了一项跨学科研究，结合当地生态知识（LEK）与科学指标（如微生物生物量C/N、土壤有机碳SOC、渗透率等），揭示了农林复合化过程中土壤功能的动态变化。结果显示，尽管初期微生物生物量下降50%，但系统最终实现碳中性（C-neutral）和水文功能平衡，为热带土地恢复政策提供了实证依据。

　　

在热带地区，如何平衡土地生产力与生态功能是可持续发展的核心挑战。西苏门答腊的未利用土地长期受Imperata cylindrica（白茅草）侵占，传统观点认为这类草地土壤严重退化，但实际状况存在争议。同时，全球碳市场对农林复合系统的碳汇潜力日益关注，但缺乏对地下碳动态的实证数据。当地Minangkabau社区通过"parak"（多层混农林系统）维持生计，其传统知识与现代科学评估的融合成为破解难题的关键。

为厘清这些问题，来自茂物农业大学等机构的研究团队设计了一项跨学科研究，通过虚拟时间序列法（virtual chronosequence）对比8种土地覆盖类型（包括原始森林、农田、白茅草地及不同龄期农林复合系统），在安第斯土（Andisols）和始成土（Inceptisols）上测量了10项土壤健康指标。研究结合民族植物学调查与定量分析，论文发表于《Soil Advances》。

关键技术方法包括：1) 采用TSBF（热带土壤生物学与肥力计划）标准进行地球worms采样；2) 双环渗透仪测定稳态渗透率（F_c）；3) 氯仿熏蒸提取法量化微生物生物量碳（MBC）和氮（MBN）；4) Walkley-Black法测定土壤有机碳（SOC）；5) 基于无人机影像的冠层覆盖分析。样本来自西苏门答腊4个海拔区（1150-1630米和500-835米）的60个地块。

4.1 当地知识与价值观
民族植物学调查发现，Minangkabau人将土壤分为"凉爽"（肥沃）和"炎热"（贫瘠）两类，与科学测量的SOC和孔隙度高度吻合。88种植物被用于食物和药材，其中椰子树（Cocos nucifera）使用频率最高（FL=0.17）。值得注意的是，农民将地表蚯蚓排泄物（"cirik"）视为肥力标志，这与实验室鉴定的Pontoscolex corethrurus（外来蚯蚓物种）分布一致。

4.2 时间序列有效性
主成分分析（PCA）显示，第一轴（PC1）解释了46%的变异，将树冠相关指标（冠层覆盖、微气候缓冲）与草地系统明确分离。安第斯土的微生物生物量氮（MBN）与冠层覆盖呈强相关（R²=0.90），验证了植物-土壤反馈机制的时间连续性。

4.3 土壤健康动态
令人意外的是，白茅草地的土壤功能优于预期：其渗透率达112-142 mm h^-1，远超菲律宾同类草地的2.1 mm h^-1。农林复合化初期（2年内），安第斯土的MBN下降50%，但7年后恢复至原水平。地球worms生物量在成熟混农林系统（AFM）达到峰值（32 g m^-2），显著高于原始森林（18 g m^-2）。

4.4 碳储量变化
尽管地上生物量碳增加11-36 Mg ha^-1，但地下碳库保持稳定。安第斯土的C_org/C_ref比值无显著变化，而始成土下降14.6 Mg ha^-1，这可能与氮限制（C:N比2-6）和质地变异有关。

讨论部分指出，该研究颠覆了三个传统认知：1) 白茅草地并非绝对"退化"，其土壤功能接近森林；2) 农林复合化的生态效益主要体现在地上而非地下；3) 碳市场仅监测地上碳可能低估系统价值。Minangkabau的"alam takambang jadi guru"（自然为师）哲学为整合关系型与工具型价值提供了框架。

这项研究的意义在于：1) 为热带农林复合系统提供了首个包含LEK的土壤健康评估框架；2) 证实VCM（自愿碳市场）项目可扩展至社区管理土地；3) 揭示微生物生物量作为早期预警指标的潜力。未来需通过长期监测验证土壤C中性假设，并开发包含文化价值的生态补偿机制。