| 成果简介： |
退耕还林(草)工程是中国生态环境建设与水土流失防治的重要举措，在陆地生态系统碳固定方面也发挥了巨大作用，其固碳效益是衡量生态工程成效的关键参数之由于缺少退耕还林(草)工程固碳效益的整体系统评价，导致退耕还林(草)后生态系统固碳效益及其驱动机制仍不清楚，影响了退耕还林工程固碳效益的准确评价和对未来固碳前景的科学预测。
该项目针对中国生态(文明)建设的国家需求及全球变化与生态学的前沿科学问题，以退耕还林(草)工程典型生态系统为研究对象，通过将样地调査、控制试验、林业公报、历史数据、森林清查资料等多源数据融合以及直接估算、模型模拟等多种方法相结合，建立适合中国退耕还林(草)工程固碳速率和潜力的评估方法；围绕退耕还林(草)工程区域固碳效益评估、典型生态系统固碳动态、植被恢复与土壤固碳机制等研究方面，取得如下重要科学发现：
(1)明确了中国退耕还林(草)后土壤的固碳动态和固碳速率，评估了造林活动对土壤碳库的影响，量化了土地利用变化的碳源汇效应。
建立了适合中国退耕还林(草)工程固碳速率和潜力的评估方法，评估了重大生态工程的固碳现状和固碳潜力，明确了中国退耕还林还草后土壤固碳动态和固碳速率，阐明了国家尺度退耕还林(草)工程土壤碳收支的时空格局及碳汇潜力，量化了区域尺度土地利用变化的碳排放和源汇效应，揭示了土地利用变化与碳收支的关系，为退耕还林(草)工程生态效应评估、生态系统碳汇能力的估算提供数据佐证以及碳评估模型的校验和发展等提供了参考。
(2)阐明了典型退耕还林(草)区域植被恢复中生态系统固碳效益动态，揭示了植被恢复中土壤碳固持效应的演变规律及稳定时间阈值。
发现退耕还林还草后，土壤碳储量在恢复初期存在碳损失现象，大约恢复30年才能恢复到农田水平(初始碳储量)；分析了不同恢复措施下固碳效益的差异及其影响因素，发现在相对较短的恢复期，果园和人工草地土壤碳固持较大，而长期来看，灌丛、林地和自然草地的土壤碳固持能力较大，恢复年限是影响土壤碳库变化的显著因子；揭示了不同植被恢复措施下土壤固碳动态演变规律及稳定时间阈值，发现对天然次生林植被恢复50-60年后，土壤碳储量达到最大值；对人工林来说，土壤碳储量大约35年之后逐渐趋向平衡。上述成果为区域退化生态系统恢复与重建提供技术支撑和科学依据。
(3)完善了黄土高原植被恢复中土壤碳库稳定性作用机制，发现了有机碳库和无机碳库在土壤剖面上存在相互权衡和再分配的问题。
提出了黄土高原土壤新碳的输入量主要由植物细根生产力决定，但新碳的增加速率和有机碳的分解速率主要受土壤机械组成的影响：发现上层土壤碳固定主要由活性碳组分，如根系、凋落物和微生物的生物化学作用机制影响，而下层土壤碳固定主要由土壤团聚体的物理保护机制影响：发现了土壤有机碳库和无机碳库在土壤剖面上存在相互权衡和再分配的变化规律：揭示了侵蚀环境下土壤碳库稳定性机制的分层差异，在上层土壤中，土壤无机碳主要受土壤有机碳的影响，而在下层土壤中，主要受土壤的机械组成和土壤pH的影响。该成果为科学调控土壤碳库提供理论支撑。
该项目8篇代表性论文，累积影响因子大于34，单篇平均影响因子4.25，被PNAS、Global Change Biology等刊物上的论文引用596次，其中SCI他引296次，单篇最高他人引用186次。其中2014年发表在Global Change Biology的代表性论文1(IF=8.997)和2017年发表Land Degradation & Development的代表性论文2(IF=7.27)均为ESI高被引论文。代表性论文1中关于退耕还林(草)后土壤固碳动态及固碳速率的研究成果被纳入国家林业局发布的《退耕还林工程生态效益监测国家报告》。此外，国家自然科学基金委员会主办的《Science Foundation in China))发表专评“China’s Grain-for Green Program led to highly improved soil carbon stock”向世界同行介绍该研究成果。项目第一完成人邓蕾研究员应邀作为共同作者参与撰写的国家重大生态工程对碳固持影响的论文M Effects of national ecological restoration projects on carbon sequestration in China from 2001 to 2010”发表在《美国科学院院刊》(PNAS，2018)，该研究在国家尺度上通过数据证明中国重大生态工程的固碳作用显著，为碳减排国际谈判提供了科学支撑。在此基础上，邓蕾研究员荣获2017年陕西省青年科技新星、2018年陕西省“特支计划”青年拔尖人才等荣誉称号。 |
