保护天然草地,不只为了牛羊

问AI · 科学放牧如何实现碳甲烷中和?

生态前沿〇

   *仅供个人参考

草地在全球气候变化缓解策略中长期被忽视。近期,南里奥格兰德联邦大学的 Valério D. Pillar(第一作者兼通讯作者)与 Bruna R. Winck 等人于 2026 年 1 月8日,在 Science 杂志上,发表题目为 Natural grasslands used for grazing livestock can mitigate climate change(用于放牧牲畜的天然草地可以缓解气候变化)的论文。该研究通过整合土壤碳库监测与涡度相关通量观测,揭示了适度放牧下的天然草地具有巨大的固碳潜力,其土壤固碳量足以抵消牲畜排放的甲烷,使该生态系统成为实质性的碳汇。

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天然草地在全球碳循环中的独特地位

在全球范围内,天然草地覆盖了地球陆地面积的约 40%,涵盖了北美的普雷里、南美的潘帕斯、中亚的干草原以及非洲的稀树草原等多种生态系统类型。长期以来,人类对陆地生态系统减缓气候变化的关注主要集中在森林,而草地往往被视为可以转化为农田或人工林地的次要资源。然而,草地植被与野生草食动物在长期的演化过程中形成了高度的协同适应性,这使得天然草地在合理的放牧管理下具有极强的生态稳健性。

最新研究指出,草地在全球碳循环中扮演着比以往认知更为重要的角色。与森林将碳主要储存在地上生物量中不同,草地将约 60% 的生物量分配给地下根系。这些深入土壤的根系与土壤矿物质紧密结合,形成了极为稳定的有机碳库。这种分布特征使得草地的碳汇比森林更不容易受到火灾、虫害或人为砍伐的威胁,具备更高的长期稳定性。

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土壤有机碳固定的机制与评估方法创新

草地固定土壤有机碳(SOC)的关键在于其庞大的细根系统。细根持续的更新与分泌过程,促进了有机物与矿物质的结合,并推动了稳定团聚体的形成,从而保护有机质免受微生物分解。研究强调,虽然牲畜消化过程会产生甲烷,但只要采取科学的管理措施,如避免翻耕、控制放牧强度以及减少化学氮肥的投入,天然草地通过地下根系固定的碳量足以中和这些温室气体排放。

在评估方法上,作者对传统的生命周期评估(LCA)提出了重要修正。传统的评估往往只计算牲畜的甲烷排放,而忽视了土壤的碳固定,导致低投入的天然放牧系统被误认为比高投入的圈养系统对环境更有害。本研究提倡使用“等质量土壤法”来替代传统的“固定深度法”进行土壤碳库测量,因为传统方法会因为放牧导致的土壤容重变化而产生误差。此外,研究建议结合涡度相关技术(Eddy Covariance)进行连续观测,这种基于高频传感器的塔式观测能够实时记录生态系统与大气间的二氧化碳和甲烷交换,从而更真实地反映草地的碳平衡状态。

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放牧管理对碳汇功能的调控作用

研究发现,放牧并非碳排放的元凶,合理的放牧管理反而能促进碳库的增长。在许多地区,适度放牧或轮牧能够提高 20 到 30 厘米甚至更深层土壤的有机碳含量。天然草地的深层土壤(30 到 100 厘米)往往储存了总碳量的 60% 以上,这是以往浅层采样研究经常忽略的部分。然而,过度的集约化管理,如过度放牧或过量施肥,在气候变暖的背景下可能会使草地从碳汇转变为碳源。

研究进一步指出,目前全球范围内将天然草地转化为耕地或人工林的趋势不仅破坏了生物多样性,更由于翻耕导致的地下生物量快速分解,释放出大量的温室气体。保护天然草地的完整性,维持其多年生根系系统,是实现长期气候治理目标的低成本且高效的途径。这不仅有助于固碳,还能支持当地牧民的生计并维持生态系统的生物多样性。

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将天然草地与科学放牧纳入全球框架

研究强力论证了天然草地在气候政策中的核心地位。证据表明,在改善放牧管理的条件下,天然草地完全可以作为缓解气候变化的天然基石。未来的气候减缓战略不应仅局限于植树造林,而应当将天然草地的保护与科学放牧纳入全球治理的主流框架中。通过整合高精度的土壤调查与大气通量监测,能够更准确地评估草地对全球碳中和目标的贡献。

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文献信息

Pillar, V. D., & Winck, B. R. (2026). Natural grasslands used for grazing livestock can mitigate climate change. Science, 391(6781). DOI: https://www.science.org/doi/10.1126/science.aea8344 该研究得到了巴西国家科学技术发展委员会(CNPq)以及南里奥格兰德州研究基金会(FAPERGS)的经费支持。

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撰文:彭远征|编辑:夏羽|审核:EE编委团

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公众号:生态系统生态学

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