经过爱荷华州立大学

南达科他州新改造的用于农作物种植的草地。农业用地的变化影响碳通量。贷方:冯

一项关于农业土地使用的新研究质疑了之前研究得出的结论，即最近土地使用的变化导致美国吸收的碳超过了排放的碳。

这项研究的结论是在作者重建美国土地使用历史数据并将其用于模拟农田扩张和收缩的影响程度后得出的碳爱荷华州立大学生态、进化和生物生物学助理教授、该研究的作者陆超群说，该研究发表在科学杂志上《全球变化生物学.》。

“土地转换及其对碳排放的影响程度存在很大的不确定性，”陆说。

全球碳项目的执行主任、该研究的合著者之一佩普·坎戴尔(Pep Canadell)表示，该分析表明，美国的土地碳汇可能被高估了，这是因为使用了一个常用的全球土地利用数据库，该数据库高估了最近的耕地放弃和森林恢复。

“全球和许多国家的土地利用和土地覆盖变化，特别是在热带国家，导致巨大的净二氧化碳排放，但在美国，回收多于损失，导致净碳汇。然而，我们发现净沉降似乎比估计的要小。

以前的研究使用了FAOSTAT提供的低分辨率全球土地利用数据集，FAOSTAT是联合国粮食及农业组织的一个国家统计数据库。卢说，全球数据库汇总并抵消了一些小规模的农田扩张和收缩，并说明了“可耕地和永久作物”的变化，这是一个比实际种植和收获的面积更广泛的定义。根据这一定义，全球土地利用数据高估了美国近年来的森林恢复和耕地放弃，并且未能反映西部玉米带耕地的快速扩张。然而，这些土地转换信号一直保留在新开发的土地利用数据中，并显示出在用于驱动生态系统模型时会产生相反的生态影响，作者说。

陆和她的合著者采用了类似的碳核算模拟，用于有影响力的研究，如政府间气候变化专门委员会的报告和国家气候评估，但用更高分辨率和美国特定的土地利用数据取代了常用的全球数据。利用全球土地利用数据驱动模型模拟，陆和她的团队发现，美国土地转换每年可以吸收约3000万吨碳，比1980年以来的排放量多。然而，当他们将土地使用历史数据输入到相同的模拟中时，结果颠倒了土地转换在美国，从碳汇到净碳源，每年排放的碳比从大气中吸收的碳多近1400万吨。

碳是构成强效温室气体(如二氧化碳和甲烷)的重要元素，可以在植物生长期间从陆地存储池如土壤或植物转移到大气中，反之亦然。当碳越来越多地从地面转移到大气中时，它会导致气候变化。但是将它储存或隔离在地下可以减缓温室效应。土地清理和土壤扰动，如农业耕作，会释放陆地碳。陆和她的同事之前发表的研究表明，整个20世纪的粗放农业减少了中西部的碳储存能力，扩大了西部玉米带的农业碳足迹。

尽管科学家们仍在努力为全球碳预算提供更好的核算，但陆说，像这样的研究可以帮助确定不确定性来源，并指出提高碳核算准确性和减少不确定性的方法。

“我们希望对碳核算有一个清晰的认识，因为这种认识将为我们制定有关减少碳损失和气候变化的政策提供信息，”卢说。“如果我们能够确定准确的碳通量数字，我们就能知道哪里最有可能减少碳排放。”

更多信息:于祯等人大大低估了美国周边地区土地利用和土地覆盖变化的碳排放，全球变化生物学 (2019). DOI: 10.1111/gcb.14768

期刊信息: 全球变化生物学