《Journal of Environmental Management》：Post-abandonment management strategies influence future soil organic carbon storage and water resources
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为解决地中海山区因农田弃耕和气候变化导致的土壤有机碳(SOC)储量下降及水资源减少问题，研究人员在西班牙莱萨河谷开展了不同弃耕后管理策略(灌木清理与农林业、自然演替、人工造林)对SOC和径流量影响的模拟研究。利用CarboSOIL和RHESSys模型预测发现，人工造林策略在SSP2-4.5情景下可最大程度提升SOC储量，而灌木清理与农林业策略可使世纪末径流量增加高达40%。该研究为地中海山区生态系统服务协同提升提供了关键决策依据。
在地中海地区，山脉不仅是壮丽的自然景观，更是生态平衡的守护者。然而，这片土地正面临双重挑战：气候变化带来的温度上升和降水模式改变，以及农村人口外迁导致的农田大面积弃耕。当人们离开世代耕种的土地，自然植被开始重新占领这些区域，灌木丛生，看似是自然恢复，实则引发连锁反应——野火风险加剧、土壤侵蚀加速、水资源减少，以及土壤碳储存能力的变化。这些问题在被誉为"气候变化热点"的地中海山区尤为突出，如何通过科学管理这些弃耕土地，既保护生态环境又保障水资源供给，成为亟待解决的难题。
西班牙莱萨河谷正是地中海山区的典型代表。过去一个世纪，这里的人口密度从繁荣的农业社区骤降至每平方公里仅2人，99%的农田被废弃。面对这一现状，当地管理者尝试了不同策略：让土地自然恢复、人工种植松树加速绿化、或者清理灌木创建牧场并发展农林业。但这些管理方式对土壤碳储存和水资源究竟会产生怎样的长期影响？在气候变化背景下，哪种策略最能实现生态与经济的双赢？
为回答这些问题，由Melani Cortijos López、Miriam Mu?oz-Rojas、Javier Zabalza-Martínez、Teodoro Lasanta和Estela Nadal-Romero组成的研究团队在《Journal of Environmental Management》上发表了一项创新性研究。他们首次在莱萨河谷综合运用CarboSOIL土壤碳模型和RHESSys生态水文模型，模拟预测了三种弃耕后管理策略在不同气候变化情景下对土壤有机碳(SOC)储量和径流量的长期影响。
研究团队采用的关键技术方法包括：基于308个采样点的土壤理化性质分析，运用CarboSOIL模型预测不同土层深度(0-25厘米和25-50厘米)SOC储量变化；利用RHESSys模型模拟水文过程，校准验证期(2006-2011年)效率指数(EF)为0.51，验证期(2011-2016年)EF为0.58；选取IPCC四种共享社会经济路径(SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP5-8.5)气候预测数据，重点分析SSP2-4.5中等排放情景；基于历史土地利用数据和实地调查，构建三种管理策略的未来情景。
SOC储量预测与弃耕后管理策略
研究发现，尽管气候变化导致所有土地利用类型的SOC储量减少，但三种管理策略均能抵消这一负面影响。到2100年，人工造林策略使SOC储量增加最为显著，其次是自然演替策略。灌木清理与农林业策略虽提升有限，但仍优于当前弃耕状态。值得注意的是，不同土地利用类型对气候变化的响应差异明显：针叶林(-0.4%)和阔叶林受影响最小，而灌木丛覆盖地降幅最大(-1.5%)，这与森林系统具有更强的气候韧性相关。
径流量变化与弃耕后管理策略预测
水文模拟结果显示，灌木清理与农林业策略对水资源产生积极影响，即使在SSP2-4.5情景下，到2100年仍可使径流量增加约40%。相比之下，自然演替和人工造林策略则导致径流量减少，分别比无管理情景下降4.1%和6.0%。这种差异主要源于植被结构变化：灌木清理减少了植物截留，促进地表径流形成，而森林冠层拦截降水，增加蒸散耗水。
土壤-水平衡效益
综合分析表明，不同策略在碳-水平衡中各具优势。人工造林最大程度提升SOC储量，但对水资源产生压力；灌木清理与农林业显著改善水资源状况，同时带来社会经济协同效益。研究强调，创建包含多种策略的异质性景观 mosaic 是提升地中海山区生态系统韧性的最优途径。
该研究的结论为地中海山区土地管理提供了重要科学依据：在碳储存优先区域可实施人工造林，而在水资源紧缺区域宜采用灌木清理与农林业策略。这种差异化管理思路实现了生态效益与社会经济价值的最大化，为全球变化背景下脆弱生态系统的适应性管理提供了创新范式。研究展示的模型耦合方法也为区域尺度生态系统服务预测评估建立了可推广的技术框架。
