稻草覆盖后，土壤“呼吸”为何停不下来？科学家破解湿润竹林碳循环密码

在浙江湖州的一片毛竹林里，科研人员给土壤盖上一层“稻草被子”后，意外发现了一个有趣现象——这层“被子”不仅让土壤在冬季“呼吸”（释放CO₂）更剧烈，即使第二年春天掀开“被子”，土壤仍持续“呼气”长达半年。这项发表于《Frontiers of Agricultural Science and Engineering》的研究，首次揭示了湿润人工林中稻草覆盖对土壤CO₂排放的“持久力”。

土壤“呼吸”的两个阶段：覆盖时“热热闹闹”，掀开后“余温未散”

土壤是地球的“碳库”，其呼吸（CO₂排放）直接影响全球气候。在我国南方湿润地区的毛竹林里，冬季用稻草覆盖土壤是常见操作——既能保温保墒，又能让毛竹提前出笋，增加经济收益。但覆盖后土壤怎么“呼吸”？覆盖结束后这种影响会消失吗？此前科学界缺乏系统研究。

研究团队在浙江湖州选取毛竹林，设置了三组实验：不覆盖（对照）、覆盖1年（SM1）、连续覆盖3年（SM3）。他们从2020年12月到2021年11月，每月监测土壤CO₂排放，并同步记录温度、湿度、养分和微生物活动数据。

结果发现，覆盖期间（冬季到次年4月），土壤CO₂排放比对照高约18倍。原来，稻草覆盖像给土壤“开了暖气”——冬季土壤温度升高，微生物活跃度提升，加上毛竹根系生长旺盛，加速了土壤有机质分解，CO₂自然“呼呼”往外冒。

更关键的是覆盖结束后（5月到11月）：即使稻草被移除，土壤CO₂排放仍比对照高230%-270%。这是因为覆盖期间添加的稻草、猪粪等材料分解后，给土壤“存了营养”——土壤有机碳（SOC）增加27%-72%，氮、磷等养分也显著提升。这些“营养”成了微生物的“长期口粮”，让它们持续活跃，继续分解有机质，导致CO₂排放“停不下来”。

覆盖越久，影响会更强吗？答案出人意料

实验还发现，连续覆盖3年（SM3）和覆盖1年（SM1）的土壤CO₂排放差异不大。这说明，只要覆盖过，不管时间长短，对土壤“呼吸”的促进作用是“一次到位”的，不会随覆盖年限增加而叠加。

双刃剑：增排CO₂，但也“囤碳”

虽然覆盖让土壤“呼气”更猛，但研究也发现，覆盖区的土壤有机碳（SOC）比对照高27%-72%。这意味着，稻草覆盖在增加CO₂排放的同时，也通过输入有机物质（稻草、猪粪等）提升了土壤的碳储量。“相当于土壤一边‘呼气’，一边‘吃进’更多碳，整体可能还是有利于碳封存的。”研究人员解释。

未来：如何让土壤“呼吸”更“可控”？

研究团队指出，当前结果基于毛竹林，但湿润地区其他人工林是否有类似规律还需验证。此外，未来可通过调整覆盖材料的厚度和用量，在保证毛竹产量的同时，降低土壤CO₂排放强度。他们还计划进一步区分土壤“自养呼吸”（根系活动）和“异养呼吸”（微生物分解）的具体贡献，为精准调控土壤碳循环提供依据。