作為陸地生態系統最大的人為干擾因素，土地利用變化是僅次于化石燃料燃燒的第二大人為溫室氣體排放來源。

記者7日從中國科學院昆明植物研究所山地未來研究中心了解到，該中心研究人員最近發現，干熱河谷的土地集約化利用，減少了水分對土壤微生物多樣性和多功能性的脅迫，但增加了土壤的二氧化碳產出。

“土地利用變化所導致的二氧化碳排放，很大程度來自非農業系統向農田的轉換。”中國科學院昆明植物研究所研究員許建初介紹。

紅河干熱河谷地區土地利用方式的垂直分布

干熱河谷是中國西南典型生態系統類型，其主要特點是高溫、低濕度、低降雨量和高蒸發量等。由于長期干旱、土壤侵蝕等自然因素的影響以及人類干擾的增加，該區域典型土地覆被模式正從主要是稀樹草叢的多層次結構，向低層級結構演變，很多區域甚至已退化為荒坡和裸地。

為實現區域經濟發展和生態文明發展的雙重目標，當地政府啟動了“百萬畝熱區保護開發”計劃，大面積的退化土地，將轉變為農業經濟用地，主要用于栽培芒果、火龍果等特色熱帶經濟水果。“這種人為土地集約化利用，在一定程度上確實可以遏制這種土地退化，同時促進水土保持，并增加土壤生產力。”許建初說。

山地未來研究中心前期的研究，揭示了紅河干熱河谷中這種土地集約化利用對土壤二氧化碳排放的影響，但這種土地集約化利用背后潛在的微生物機制尚不清楚。

“我們常年致力于農林復合系統構建與全球氣候變化間的關系研究，并對農林復合系統下的土壤生態多功能性和可持續利用等進行了追蹤研究。”該中心副研究員桂恒介紹，他們依托紅河農林復合生態云南省野外科學觀測研究站，通過對干熱河谷不同土地利用類型土壤溫室氣體排放進行定點監測，并結合土壤理化和宏基因組分析，發現從退化土地到旱作農耕的轉變，主要是通過降低土壤含水量以及養分有效性對于一些關鍵微生物生長的約束，進而引起土壤微生物群落結構的重組并導致微生物群落及功能多樣性顯著降低。

“同時，這種土地利用變化對土壤特征和微生物群落的影響，也降低了土壤微生物多功能性和碳利用效率，并導致了土壤中一些重要代謝過程的變化，加劇了呼吸作用，進而引起土壤二氧化碳排放的增加。”論文第一作者王正洪博士說。

由于此項研究中，觀察到的土壤微生物多樣性和多功能性下降的趨勢，可能會嚴重影響干熱河谷改造后土壤功能的可持續性。因此，下一步他們將重點探索和制定緩解此區域土地利用變化導致的土壤碳流失，以及進一步增加“喬灌草立體種植”與果園生草覆蓋等碳固存農業管理技術和措施。

相關研究成果，已發表在國際環境科學領域知名期刊《整體環境科學》上。