哥伦比亚安第斯-亚马逊地区奶牛林牧复合生产系统的碳平衡研究：小规模牧场的减排潜力与可持续路径

本研究针对热带小规模奶牛场温室气体排放问题，通过评估林牧复合系统(SPS)的碳捕获能力与碳足迹(CFP)，发现高覆盖率(>13%)的SPS可抵消63%农场排放，其中桉树(Eucalyptus globulus)活篱笆贡献78-86%碳增量(AACI 4.54±0.57 Mg·C·ha-1·yr-1)。研究为安第斯地区实现低碳畜牧业提供了量化依据。

　　

在应对气候变化的全球背景下，畜牧业贡献了人类活动温室气体排放(GHGE)的2.7%，其中拉丁美洲因专业化牛肉生产成为全球排放最高的区域。哥伦比亚作为典型热带国家，虽已推行"国家适当减缓行动"(NAMA)，但小规模奶牛场如何通过林牧复合系统(SPS)实现碳平衡仍缺乏量化证据。安第斯-亚马逊过渡带的Sibundoy Valley地区集中了85%面积不足10公顷的小农场，其特有的温带气候和Histosols土壤为研究碳动态提供了独特窗口。

里斯本大学农业学院LEAF研究中心联合哥伦比亚国家农业研究机构(Agrosavia)等团队，在30个牧场开展系统研究，首次量化了不同SPS配置的碳捕获潜力与碳足迹抵消关系。论文发表于《Agroforestry Systems》，揭示了桉树活篱笆的关键作用及13%覆盖率阈值对实现碳中和的意义。

关键技术方法
研究采用生命周期评估(LCA)的"农场到大门"框架，结合生物物理分配法计算脂肪蛋白校正奶(FPCM)的碳足迹。碳增量(AACI)通过全株生物量异速生长方程(Chave et al. 2014)和土壤GLOSIS数据库获取。样本来自Sibundoy Valley的30个牧场，按SPS覆盖率分为高(>7%)、中(2-6.9%)、低(<2%)三组，通过QGIS 3.34定位167个SPS样地(56个采样点)，测量树高、胸径等参数推算碳储量。

研究结果

碳捕获潜力
活篱笆(LF)和木材林(WL)的年均碳增量分别为4.54±0.57和3.20±0.61 Mg·C·ha^-1·yr^-1，显著高于牧场土壤(0.24±0.08)。Eucalyptus globulus活篱笆表现突出，单物种贡献率达86%。高覆盖率农场(10.8%面积)总碳捕获达4.43±0.96 Mg·C·ha^-1·yr^-1，是低覆盖率农场的18.5倍。

碳足迹特征
农场年均排放28.27±2.58 MgCO₂-eq·yr^-1，其中69%来自肠道发酵CH₄。单位FPCM碳足迹为1.24±0.16 MgCO₂-eq·MgFPCM^-1，与SPS覆盖率无显著相关性，但高产奶牛(>5000 kg FPCM)可使碳足迹降低50%。

碳平衡机制
高SPS覆盖率农场可抵消63%排放，需1.2-10.8 ha SPS面积实现全抵消。回归分析显示基底面积(m²·ha^-1)比覆盖率(%)更能预测碳平衡(r²=0.39 vs 0.18)，但需结合管理因素(如泌乳期优化)协同增效。

结论与意义
该研究证实：1) 桉树活篱笆是热带小农场高效碳汇载体；2) 13% SPS覆盖率+生产优化可实现近零碳牧场；3) 土壤碳汇(0.7 Mg·C·ha^-1·yr^-1)需与植被碳汇协同评估。成果为热带国家制定差异化的NAMA政策提供了科学基准，特别是解决了<10 ha农场"如何种树能中和排放"的核心问题。未来需拓展树种配置、遮荫耐受等研究，以平衡碳汇与牧草生产的矛盾。