热带牧场中林牧系统对土壤CO2排放的调控机制及其碳汇效应研究

针对热带牧场土壤碳流失与温室气体排放问题，研究人员通过对比三种林牧系统（DTP/GFP/LFP）与全日照牧场（FSP），发现林牧系统可降低12-32%土壤CO2通量（0.59-0.87 g m?2 hr?1），提升SOC储量达29%，其微环境调控机制为设计气候智慧型畜牧系统提供科学依据。

　　

在全球气候变暖背景下，热带地区大规模森林转为牧场导致土壤碳库快速流失。墨西哥塔巴斯科州过去70年损失90%原生林，全日照牧场（FSP）加速土壤CO₂排放（Rs），成为碳循环失衡的关键环节。如何通过农林牧复合系统实现碳固存与畜牧生产协同，成为亟待解决的难题。

来自墨西哥国立农牧业研究院等机构的研究团队，在乌苏马辛塔河流域对比了三种林牧系统（分散树木牧场DTP、林下放牧GFP、活篱牧场LFP）与FSP的差异。通过EGM-5气体分析仪进行为期12个月的土壤CO₂通量原位监测，结合结构方程模型（SEM）解析植被-土壤-微气候的互作机制。

主要技术方法
研究选取6个典型牧场（n=24样地），使用PP Systems土壤呼吸室每月测定CO₂通量，同步记录土壤温度/湿度；分层采集0-100 cm土样测定有机碳（SOC）储量；SEM分析整合树木密度、生物量、微气候等15个变量。

研究结果

1. 林牧系统显著降低CO₂排放
FSP年均通量最高（0.87 g m^?2 hr^?1），GFP最低（0.59 g m^?2 hr^?1）。雨季DTP通量较FSP降低28%，归因于树冠降低土壤温度2.3°C（p<0.01）。

2. 碳储量提升与植被特征相关
GFP的SOC储量达215 Mg ha^?1，显著高于FSP（167 Mg ha^?1）。SEM显示树木生物量与CO₂通量呈强负相关（路径系数-0.82），凋落物输入促进碳积累。

3. 微气候调控机制
FSP相对湿度最低（52.9%），而GFP保持57.2%。土壤温度每升高1°C，异养呼吸增加12%，证实树木通过遮荫抑制微生物活性。

结论与意义
该研究发表于《Agriculture, Ecosystems & Environment》，首次量化了热带林牧系统对Rs的抑制效应（32%），揭示植被结构通过"遮荫-降温-保湿"三重机制降低CO₂排放。GFP系统兼具最高碳储量（215 Mg ha^?1）与最低通量，为《巴黎协定》目标下的气候智慧型牧场设计提供模板。研究建议将活篱系统（LFP）作为中小牧场改造的优先选择，其减排效益（12%）与实施成本具有最佳平衡性。