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大气CO₂ 浓度升高背景下土壤健康与粮食生产可持续性研究取得进展

2026-01-05 分享到：

土壤健康是维持稻田生产力及其关联生态系统功能的基础，主导稻田对气候变化的响应。然而，当前研究多聚焦单一土壤指标，尚缺乏基于土壤健康整体框架、系统解析气候变化对稻田土壤功能长期影响的研究，制约了未来气候变化情景下水稻产量的科学预测。

针对这一关键知识空白，中国科学院南京土壤研究所朱春梧研究员课题组构建了适用于中国稻田的土壤健康综合评价体系，并依托全球持续时间最长的两套稻田FACE平台，系统评估了长期大气CO₂浓度升高对稻田土壤健康及其生态系统服务功能的影响。研究发现，超过十年的大气CO₂升高显著改善了稻田土壤健康情况，同步增强土壤生产力、水质净化与气候调节等功能，有助于水稻CO₂施肥效应的长期维持。Meta分析进一步表明，大气CO₂升高对土壤健康的改善作用在陆地生态系统中具普遍性，且随暴露年限呈累积效应；然而，非农田系统因氮、磷等关键养分约束，难以维持CO₂施肥效应长期稳定。基于上述认识，研究进一步提出：为应对气候风险，须前瞻性缓解土壤磷限制并阻控潜在酸化，以维系大气CO₂升高对土壤健康与水稻产量的持续正效应，巩固粮食安全。

上述研究成果以“Long-term elevated CO₂ improves soil health and rice yields in paddy fields”为题发表在Advanced Science期刊上。朱春梧研究员与南京大学郭红岩教授共同指导的博士生姜凡为论文第一作者，朱春梧研究员、南京师范大学杜文超副教授为共同通讯作者。该研究得到埃克塞特大学、巴塞罗那自治大学、阿尔伯塔大学、南京农业大学等多个单位的支持和协助。

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