近日,自治区农科院农业资源与环境研究所农业水资源高效利用团队在《农业工程学报》(Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)发表了题为《干旱盐碱地区油葵暗管排盐系统的碳成本和碳收益综合评估》的研究论文。该研究在干旱区盐碱地系统量化了暗管排水(subsurface pipe drainage, SPD)技术全生命周期的碳成本与生态系统碳收益,揭示了暗管技术通过水盐调控驱动“降盐-增产-固碳”链式效应的内在机制,为干旱区盐碱地绿色治理与碳中和目标衔接提供了重要的理论依据与技术参数。

新疆干旱区土壤盐渍化问题已成为制约农业可持续发展的关键瓶颈。焉耆盆地作为典型内陆干旱盆地,盐碱化面积占耕地总比例超过30%,农作物因盐害年减产率达15%~30%。暗管排水虽已被证实具有排盐增产潜力,但其材料生产、施工铺设、运行维护全过程均伴随可观的能源消耗与碳排放。与此同时,水盐调控对土壤碳库动态与温室气体排放的影响机制尚缺乏系统量化。针对这一科学命题,研究团队以新疆焉耆盆地为研究区,设置常规地面灌溉(CK)和3种暗管处理,通过田间试验耦合分析土壤盐分、油葵产量与植被碳汇的多维响应,并构建了涵盖材料生产、施工、运行全生命周期的碳收支核算模型。
研究结果表明,暗管处理使根层盐分降低53%~67%。破除盐分胁迫后,油葵产量达1965~2941 kg/hm²,较CK(823 kg/hm²)提升139%~257%;植被碳汇量增至13431~17539 kg/hm²(以CO₂当量计),较CK增长89%~146%。在碳收支权衡方面,暗管系统虽产生5310~5820 kg/hm²的直接碳成本(材料生产、施工、运行),但通过破除盐分胁迫所获得的植被碳汇增量达10113~10421 kg/hm²,净碳平衡为正值。T1处理(埋深1.4 m、间距20 m)以最优的减排性价比(1.90)实现了最大的净碳平衡(11921 kg/hm²),是本试验条件下兼顾生态效益与碳经济性的最优参数组合。研究证实,在盐碱地这一特殊生态系统中,一次性的工程碳投入可以换取持续性的生态碳收益。研究结果为将盐碱地治理工程纳入农业碳汇交易体系提供了实证。
王惠博士为论文的第一作者,马晓鹏研究员为通讯作者。该研究得到了农业农村部盐碱土改良与利用(干旱半干旱区盐碱地)重点实验室开放基金课题的资助。