草地是地球的皮膚，在一些地區(qū)，由于牲畜數(shù)量龐大，農(nóng)牧民為了維持家庭生計，會過度放牧，導(dǎo)致植被被過度消耗，土地質(zhì)量下降，最終使得草地逐漸演變?yōu)椴莸榛蛏郴牡?。這不僅影響了牲畜的飼草資源，還破壞了整個生態(tài)系統(tǒng)。氣候變化對草地環(huán)境也有負(fù)面影響。全球氣溫上升、降水不均等現(xiàn)象使得一些地區(qū)的草地面臨更加嚴(yán)峻的生長條件，加速了草地的退化過程。氣候變化帶來的干旱、高溫等極端天氣事件加劇了草地生態(tài)系統(tǒng)的紊亂，威脅到植物多樣性、土壤質(zhì)量和水資源的可持續(xù)利用。

花海草地（劉金榮科研團(tuán)隊自繪）

土壤草地碳循環(huán)（劉金榮科研團(tuán)隊自繪）

隨著人類活動的不斷發(fā)展，草地作為生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分承受著日益加劇的生態(tài)壓力。氣候變化、生物多樣性喪失、過度放牧等問題迫切需要對草地生態(tài)進(jìn)行修復(fù)。在草地修復(fù)和恢復(fù)過程中，草地生態(tài)系統(tǒng)中“碳”足跡發(fā)生變化，需要探討。《草地生態(tài)系統(tǒng)中的“碳”足跡》一書是“創(chuàng)作生態(tài)科普作品，助力實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)（23CXKA0001）”項(xiàng)目的研究成果總結(jié)，通過對草地“碳”循環(huán)、變化和影響進(jìn)行剖析，歸納總結(jié)了一些草地“碳”的常識和生態(tài)修復(fù)觀點(diǎn)，為科研人員、政府工作人員和關(guān)心碳循環(huán)的讀者提供一點(diǎn)參考。

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草地生態(tài)系統(tǒng)中的“碳”足跡購買

劉金榮，馮起主編

北京：科學(xué)出版社，2026. 3

（碳中和之路：山水林田湖草沙的生態(tài)密碼）

ISBN 978-7-03-082740-1

本書分為十二章，章章緊扣，呈現(xiàn)了一個清晰的草地生態(tài)修復(fù)“碳”足跡。本書將引領(lǐng)讀者進(jìn)入草地生態(tài)修復(fù)中“碳”的奇妙世界，解密草地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)功能和生產(chǎn)功能，全面展示草地中“碳”的秘密，深刻理解其在草地生態(tài)系統(tǒng)中的核心作用。提出草地退化的“碳”足跡和相應(yīng)的可持續(xù)性發(fā)展防治策略，介紹生態(tài)移民、植草技術(shù)以及草地再生技術(shù)。微觀層面上剖析草地生態(tài)系統(tǒng)中“碳”的奇跡，以及放牧對草地固碳的影響。尋找草地上的“碳”精靈、解密草原為何不長樹等。

本文分享其中“碳”匯使者的動人故事——被冤枉的蚯蚓。這并非僅僅是一則關(guān)于蚯蚓的傳說，更是對于這個微小生物如何在碳循環(huán)中扮演角色的真實(shí)揭示。從土壤到植被，蚯蚓的故事將為人們呈現(xiàn)一個微觀奇跡，讓草地在它們的辛勤努力下變得更加豐盈。

“碳”匯使者：

被冤枉的蚯蚓的故事

生態(tài)修復(fù)與土壤改良工程常以優(yōu)化土壤結(jié)構(gòu)、提升肥力及有機(jī)質(zhì)含量為目標(biāo)，眾多學(xué)者針對此投身研究。但鮮為人知的是，在人類科研探索的同時，土壤中的生物早已悄然行動——被譽(yù)為“生態(tài)系統(tǒng)工程師”的蚯蚓，正是其中的杰出貢獻(xiàn)者。它們通過掘穴、排泄等自然行為，持續(xù)改良著土壤微環(huán)境。

本來，蚯蚓對土壤質(zhì)量改善的杰出貢獻(xiàn)，已經(jīng)可以讓其穩(wěn)居益蟲寶座，受到人類的稱贊與保護(hù)了。但在“碳達(dá)峰碳中和”的背景下，它在生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)中的作用更加被人重新研究、議論。有研究稱，蚯蚓對土壤的疏松，會使土壤二氧化碳排放提高30%。雖然蚯蚓疏松土壤、提高養(yǎng)分，但是蚯蚓促進(jìn)碳排放，是氣候變暖的“元兇”之一！可惡，人類真的不能再和蚯蚓做好朋友了嗎？

先別著急下結(jié)論，給蚯蚓發(fā)碳中和“突出阻礙獎”，土壤生物對全球變化的響應(yīng)和反饋目前是生態(tài)學(xué)的前沿、難點(diǎn)課題，需要更多的研究進(jìn)行支撐。

蚯蚓糞被稱作“全能肥料”（劉金榮科研團(tuán)隊自繪）

大量研究已經(jīng)表明了，蚯蚓能夠提高土壤肥力，目前已被學(xué)界公認(rèn)。憑借這點(diǎn)，它就能成為農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)的“益蟲”（當(dāng)然，如果你抓蚯蚓做魚餌，也對漁業(yè)有些幫助）。但在氣候變暖趨勢越來越明顯的今天，蚯蚓促進(jìn)碳排放的研究結(jié)果，讓蚯蚓同時扮演著兩個截然矛盾的角色。人類應(yīng)該安然享受蚯蚓帶來的免費(fèi)土壤肥力提升服務(wù)？還是采取些措施，減少蚯蚓帶來的溫室氣體的排放呢？

一篇刊登在《自然》雜志的研究文章，似乎找到了解決這一矛盾的關(guān)鍵。該研究發(fā)現(xiàn)，蚯蚓刺激二氧化碳排放和提高土壤肥力是有機(jī)統(tǒng)一的，是同一過程的兩個方面。一定時間內(nèi)，土壤二氧化碳排放的增加，并不代表著蚯蚓為土壤固碳做出了負(fù)貢獻(xiàn)，蚯蚓只是把土壤既定要釋放的二氧化碳，加速釋放了。

蚯蚓的喊冤（劉金榮科研團(tuán)隊自繪）

“是加速，而不是加量”，研究結(jié)果這樣終結(jié)了人們對蚯蚓的議論。通過對有蚯蚓與無蚯蚓的土壤做對比，發(fā)現(xiàn)蚯蚓并沒有讓更多的二氧化碳釋放到大氣環(huán)境，只是讓該釋放的去得更快一些罷了。

在試驗(yàn)過程中，有蚯蚓的土壤，前期釋放二氧化碳速率較快，中后期的時候，二氧化碳釋放量就越來越少了。而無蚯蚓的土壤保持著不緊不慢的步伐，孜孜不倦地一直將二氧化碳釋放到大氣。經(jīng)過長時間的對比，有蚯蚓和無蚯蚓的土壤二氧化碳釋放總量是沒有明顯的差異。

大部分的碳在土壤中形成兩個碳庫，即“可礦化碳庫”與“穩(wěn)定碳庫”。前者是能在短時間內(nèi)被植物、微生物利用的“外向型”碳庫，后者則是不參與植物、微生物代謝的“自閉型”碳庫。可礦化碳庫與空氣接觸，很容易釋放二氧化碳，蚯蚓的消化道內(nèi)進(jìn)行著的復(fù)雜生化與物理過程，則加快了碳礦化的速度。但是我們不能僅憑土壤釋放二氧化碳速率增加，便草草得出結(jié)論——蚯蚓不利于土壤碳的固存，而應(yīng)該從碳釋放與碳固存兩方面整體來看，得出客觀的結(jié)論。

這樣一來， 我們的好蚯蚓每天攝取大量的土壤（包括其中的沒那么幸運(yùn)的各種土壤生物），并排出在微生物作用下產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)。其中一部分的有機(jī)物和養(yǎng)分可以更輕松地被植物吸收利用，另一部分則與土壤顆粒緊密結(jié)合在一起，形成土質(zhì)疏松、肥力較高的高質(zhì)量土壤。

經(jīng)過蚯蚓“翻耕”的土壤，不僅有利于植物生長，還能將更多的碳固存于土壤中。事實(shí)上，“碳礦化”和“碳穩(wěn)定”也是同一過程的兩個方面，同時發(fā)生，難以截然分開；蚯蚓的存在，同時加快了“碳礦化”和“碳穩(wěn)定”過程，但對后者裨益尤甚。蚯蚓對碳的這種保護(hù)作用，一方面有利于增強(qiáng)土壤的碳匯能力，也可能更有利于持續(xù)地促進(jìn)植物生長。

可以這么說，如果碳排放量是個大蛋糕，蚯蚓只是吃得比較快，讓人覺得它吃的比較多而已。以往對蚯蚓的研究，僅僅注意到了單位時間二氧化碳釋放速率的增加，就認(rèn)為它是增加碳排放的元兇之一，卻忽視了碳排放的整體，冤枉了“好蚯蚓”。

在科研工作中，有時靈光一閃的直覺會給科研帶來意想不到的研究思路，有時常識性的判斷也會將科研的思路束縛。我們并非不能以直覺或常識支撐判斷，但須心存警惕。永遠(yuǎn)保持客觀態(tài)度與探索精神，以科學(xué)的驗(yàn)證得出客觀的結(jié)論。

本書不僅僅是為讀者呈現(xiàn)一份關(guān)于草地生態(tài)修復(fù)的科普資料，更是為這一領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展提供一些觀點(diǎn)。喚起讀者保護(hù)草地生態(tài)環(huán)境，呼吁更多的人投身草地生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域，期待政府、企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)能夠共同探討書中提及的各種草地生態(tài)修復(fù)技術(shù)與理念。通過更多創(chuàng)新性的研究、可行性的技術(shù)應(yīng)用推動生態(tài)修復(fù)技術(shù)進(jìn)步，以及政策法規(guī)的完善。只有在共同的努力下，才能構(gòu)建一個環(huán)保、可持續(xù)的未來，為下一代留下綠水青山。

本書出版獲得國家重點(diǎn)研發(fā)計劃課題“西部干旱區(qū)煤能源基地生態(tài)環(huán)境承載力響應(yīng)及生態(tài)系統(tǒng)退化監(jiān)管技術(shù)”（2022YFF1303301）、榆林市科技重大專項(xiàng)“榆林市礦區(qū)生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”（YLKJ-2024-RCZD-001）、甘肅省首席科學(xué)家項(xiàng)目“黃河甘肅段水循環(huán)過程、土壤碳庫穩(wěn)定及水碳耦合機(jī)制”（23ZDKA017）、甘肅省知識產(chǎn)權(quán)計劃（定向組織）項(xiàng)目“甘肅省典型生態(tài)系統(tǒng)碳匯評估研究”（23ZSCQD001）及國家自然科學(xué)基金聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目“毛烏素沙地高強(qiáng)度采煤下生態(tài)水文系統(tǒng)演變及修復(fù)機(jī)理” （U24A20178）的資助。本書策劃和編寫過程中，得到了西南民族大學(xué)、中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院、草業(yè)國家技術(shù)創(chuàng)新中心、甘肅省科學(xué)院、西北師范大學(xué)、蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院等單位的支持與幫助；同時、多位專家、學(xué)者、技術(shù)工作人員都提出了寶貴意見，在此一并表示誠摯的謝意！

本文摘編自《草地生態(tài)系統(tǒng)中的“碳”足跡》（劉金榮，馮起主編. 北京：科學(xué)出版社，2026. 3）一書“前言”“第 9 章 “碳”循環(huán)是讓草地變綠的魔法”，有刪減修改，標(biāo)題為編者所加。

（碳中和之路：山水林田湖草沙的生態(tài)密碼）

ISBN 978-7-03-082740-1

責(zé)任編輯：石　珺

本書旨在探討草地生態(tài)修復(fù)中的“碳”環(huán)境。通過解密草地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)功能，深入講解草地生態(tài)系統(tǒng)中“碳”的關(guān)鍵作用。從草原植物適應(yīng)環(huán)境到草地的碳匯功能，再到草地的“碳”密碼，全面揭示草地中“碳”的儲量和我國草地的“碳”資源，以及不同地區(qū)的草原分類和自然條件；闡述草地中碳的組成、生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)，以及草地碳匯的概念、作用及價值；研究土壤碳匯及土壤中CO2的存在；詳細(xì)分析草地“碳”的損失原因、草地的退化程度評估和防治策略；強(qiáng)調(diào)草地“碳”修復(fù)的緊迫性，并揭秘生物信息與草地的關(guān)系。書中還包括了生態(tài)移民、植草技術(shù)的探秘，以及生態(tài)獎補(bǔ)政策對草地生態(tài)保護(hù)的鼓勵與影響。

本書可供大眾科普閱讀，也可供生態(tài)修復(fù)相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員、科研人員、管理人員以及相關(guān)專業(yè)高校師生參考使用。

（本文編輯：劉四旦）

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