牧场管理强化对亚热带放牧地土壤温室气体排放的影响

《Nutrient Cycling in Agroecosystems》：Pasture management intensification impact on soil greenhouse gas emissions in subtropical grazing lands

　　

摘要

天然牧场和人工栽培牧场是佛罗里达州肉牛 - 犊牛系统不可或缺的组成部分，通常在同一个生产系统中作为互补组件运行。这些农业生态系统在植被组成和管理强度方面存在差异，这可能会影响土壤生物地球化学过程，包括温室气体（GHG）排放。这项为期 2 年的田野研究评估了美国佛罗里达州天然牧场和人工栽培牧场在土壤总呼吸、自养呼吸、异养呼吸、甲烷（CH₄）和一氧化二氮（N₂O）排放方面的差异。结果以二氧化碳当量（CO_2eq）为基础表示。我们的结果表明，牧场管理强度的增加——从天然牧场到人工栽培牧场——会导致土壤温室气体排放增加，特别是在夏季月份。土壤呼吸是排放的主要来源，占这两个农业生态系统总温室气体通量的 90% 以上。与管理宽松的天然牧场相比，集约化管理的牧场在土壤温室气体排放方面表现出更强的季节模式。这种增强的季节敏感性可能是由土壤碳和氮含量以及氮输入（例如施肥、动物排泄物）的差异驱动的，这些差异会影响微生物群落和结构以及温室气体产生。其他因素，如植被类型和放牧强度，也可能导致这两个系统之间观察到的季节和年度差异。通过将牧场转化为人工栽培牧场来实现的土地利用集约化使土壤温室气体排放增加了 38–57%。然而，考虑整个生态系统的碳平衡至关重要，因为通过光合作用吸收的碳，特别是在以 C₄ 植物为主的系统中，可能会抵消这些排放。这些发现强调了未来研究的必要性，以评估生态系统层面的温室气体平衡，包括植物二氧化碳吸收和肠道甲烷排放，以更好地了解亚热带放牧系统的净气候影响和可持续性。