黃土高原土壤有機(jī)碳固存對(duì)植被恢復(fù)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)及其碳匯價(jià)值

林 楓, 王麗芳, 文 琦

(1.農(nóng)業(yè)農(nóng)村局, 山東 平邑 273300; 2.白彥鎮(zhèn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)管理站, 山東 平邑 273300; 3.寧夏大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院, 銀川 750021)

土壤侵蝕是導(dǎo)致土壤有機(jī)碳流失進(jìn)而引起土地退化的重要原因[1]。黃土高原是世界上土壤侵蝕最為嚴(yán)重的地區(qū)之一，嚴(yán)重的土壤侵蝕導(dǎo)致該區(qū)土壤質(zhì)量和生產(chǎn)力低下[2]。此外，不合理的土地利用加劇了該區(qū)的土地退化趨勢(shì)。為了遏制這種現(xiàn)象，我國(guó)政府在1999年在黃土高原地區(qū)全面實(shí)施了退耕還林(草)工程[3]。盡管工程實(shí)施的最初目標(biāo)是為了防治土壤侵蝕，但是經(jīng)過(guò)二十年的治理，已對(duì)該區(qū)土壤碳庫(kù)產(chǎn)生了深刻的影響[4-5]。

大量研究已經(jīng)針對(duì)退耕還林草后土壤有機(jī)碳如何響應(yīng)進(jìn)行了廣泛而深入的研究，然而，退耕還林后，有機(jī)碳固存效應(yīng)仍存在爭(zhēng)議。例如，Zhang等[6]研究表明退耕還林對(duì)中國(guó)碳匯貢獻(xiàn)巨大，不僅改變了區(qū)域養(yǎng)分循環(huán)，也顯著影響了其他生態(tài)過(guò)程，而Tuo等[7]報(bào)道了植被恢復(fù)并不總是能夠增加碳匯，這受到了氣候與植被類(lèi)型的嚴(yán)格控制。此外，Zhang等[6]研究發(fā)現(xiàn)，黃土高原退耕還林后表層土壤有機(jī)碳固存速率為0.37 Mg/hm2，而Chang等[5]表明該區(qū)表層土壤固碳速率為0.173 Mg/hm2。與二者不同，F(xiàn)eng等[8]計(jì)算的該結(jié)果為0.085 Mg/(hm2·a)。這個(gè)數(shù)值遠(yuǎn)低于前兩位學(xué)者所計(jì)算的結(jié)果。這意味著當(dāng)前黃土高原碳固存速率的估算還存在較大不確定性。受氣候條件、恢復(fù)年限、地形、樹(shù)種的影響，土壤有機(jī)碳對(duì)生態(tài)修復(fù)的響應(yīng)極為復(fù)雜，并呈現(xiàn)多樣性結(jié)果[5,9]。因此，基于更大樣本量的碳固存速率評(píng)估顯得尤為必要，這對(duì)進(jìn)一步分析諸多因子的影響效應(yīng)提供了可靠基礎(chǔ)。

文獻(xiàn)整合分析是解決這一問(wèn)題行之有效的方法[10]。Deng等[11]利用該方法探討了全國(guó)尺度上有機(jī)碳對(duì)禁牧的動(dòng)態(tài)響應(yīng)；而Su等[12]利用該方法量化了黃土高原水分對(duì)植被恢復(fù)的響應(yīng)。然而，僅有少數(shù)研究采用該方法系統(tǒng)分析了黃土高原土壤有機(jī)碳的變化[10]。在量化有機(jī)碳固存對(duì)植被恢復(fù)響應(yīng)的基礎(chǔ)上，評(píng)估其經(jīng)濟(jì)價(jià)值轉(zhuǎn)化的潛力，這有利于區(qū)域的碳交易評(píng)估。當(dāng)前，關(guān)注碳匯價(jià)值的研究多采用參數(shù)衍生等辦法獲取數(shù)據(jù)，并采用相關(guān)模型進(jìn)行模擬[13-14]。但是這種方法缺少詳實(shí)可靠的本地化參數(shù)。因此，基于文獻(xiàn)整合獲取最為可靠詳實(shí)的本地參數(shù)，并借助相關(guān)理論，在量化土壤有機(jī)碳生態(tài)過(guò)程的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步獲取其經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)化價(jià)值，不僅為兩種學(xué)科的交叉發(fā)展提供了可行路徑，也為區(qū)域生態(tài)修復(fù)提供了借鑒。基于此，本研究整合近20 a來(lái)黃土高原土壤有機(jī)碳相關(guān)研究，全面探討不同土地利用、樹(shù)種、坡度、坡向、恢復(fù)階段、氣候帶等對(duì)土壤有機(jī)碳的影響，并在此基礎(chǔ)上分析該區(qū)土壤碳匯價(jià)值，以期為區(qū)域碳匯、生態(tài)補(bǔ)償提供重要科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

本研究中所用數(shù)據(jù)均來(lái)自發(fā)表于中國(guó)知網(wǎng)和Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)中1999—2020年的文獻(xiàn)。在進(jìn)行文獻(xiàn)檢索時(shí)，以“黃土”、“有機(jī)碳”、“植被恢復(fù)”等為關(guān)鍵詞，共檢索文獻(xiàn)1 254篇，并進(jìn)一步閱讀、分析，整理得到99篇可用文獻(xiàn)。在整理文獻(xiàn)時(shí)，遵循以下標(biāo)準(zhǔn)：(1) 土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量可以直接或間接由土壤有機(jī)質(zhì)、土壤有機(jī)碳以及容重計(jì)算得到；(2) 所有的試驗(yàn)必須含有對(duì)照組和控制組；(3) 同一組數(shù)據(jù)(對(duì)照和控制)必須具有統(tǒng)一的土壤類(lèi)型、地形等基本一致的背景；(4) 恢復(fù)年限可直接或間接得出?；谝陨蠘?biāo)準(zhǔn)，本研究所用數(shù)據(jù)庫(kù)包含來(lái)自于5個(gè)省、自治區(qū)的935個(gè)觀測(cè)樣本(圖1)。原始數(shù)據(jù)由圖或表中獲取，其中圖片數(shù)字化所用的軟件為Getdata Graph Digitizer。每篇文獻(xiàn)記錄如下信息：(1) 文獻(xiàn)來(lái)源；(2) 氣候條件(年均溫、年均降雨量)；(3) 植被類(lèi)型(人工喬木、人工灌木、自然草地)；(4) 樹(shù)種(常綠、落葉)；(5) 恢復(fù)年限；(6) 土壤容重；(7) 0—20 cm有機(jī)碳或有機(jī)質(zhì)含量。根據(jù)黃土高原的實(shí)際生態(tài)背景與相關(guān)研究[3]，本研究將氣候帶分為<450 mm，450～550 mm，>550 mm 3個(gè)降雨帶。值得一提的是，本研究所有樣本的恢復(fù)年限位于>0 a和<60 a之間，因此，本研究中的固碳效應(yīng)截止年限為<60 a。更為長(zhǎng)期的固碳效應(yīng)還需要更多的數(shù)據(jù)作為支撐。本研究樣點(diǎn)的空間分布見(jiàn)圖1。

圖1 土壤有機(jī)碳樣點(diǎn)空間分布

土壤碳儲(chǔ)量單位全部統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為“Mg/hm2”，土壤有機(jī)質(zhì)與土壤有機(jī)碳的轉(zhuǎn)換系數(shù)采用0.58。如果文獻(xiàn)中并未報(bào)道土壤容重，本研究采用鄧?yán)賉10]、Wu[15]等報(bào)道過(guò)的方法對(duì)容重進(jìn)行計(jì)算：

BD=-0.1229ln(SOC)+1.2901 (有機(jī)碳含量<6%)

(1)

BD=1.377e-0.0413SOC(有機(jī)碳含量>6%)

(2)

土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量使用下式進(jìn)行計(jì)算：

SOCstock=SOC·BD·D/10

(3)

式中:SOCstock為有機(jī)碳儲(chǔ)量(Mg/hm2)；SOC為土壤有機(jī)碳含量(g/kg)；BD為土壤容重(g/cm3)；D為土層厚度(cm)。

本研究采用meta分析來(lái)量化退耕還林后土壤有機(jī)碳的變化程度。由于標(biāo)準(zhǔn)的meta分析需要同時(shí)具備均值、標(biāo)準(zhǔn)差、樣本量等信息，但是大部分的研究并未報(bào)道這些變量。因此，為了擴(kuò)大樣本量，本研究采用非標(biāo)準(zhǔn)meta分析的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算。非標(biāo)準(zhǔn)meta分析在生態(tài)學(xué)中已有廣泛應(yīng)用。本研究計(jì)算了響應(yīng)比(響應(yīng)比=xe/xc-1)，其中xe指植被恢復(fù)后的有機(jī)碳儲(chǔ)量；xc指的是退耕前農(nóng)田有機(jī)碳儲(chǔ)量。同時(shí)采用Luo等[16]建立的方法計(jì)算95%置信區(qū)間。如果響應(yīng)比的置信區(qū)間包含0在內(nèi)，那么本研究認(rèn)為有機(jī)碳增加不顯著，如果置信區(qū)間不包含0，則認(rèn)為有機(jī)碳顯著增加(p<0.05)。

在本研究中，參照國(guó)家林業(yè)局《退耕還林工程生態(tài)效益監(jiān)測(cè)國(guó)家報(bào)告》中的方法，土壤有機(jī)碳固存價(jià)值量評(píng)估由物質(zhì)量轉(zhuǎn)價(jià)值量時(shí)，所采用的價(jià)格參數(shù)并非實(shí)時(shí)價(jià)格參數(shù)，因此需要使用貼現(xiàn)率將以前的價(jià)格參數(shù)換算為當(dāng)前價(jià)格參數(shù)以計(jì)算土壤固碳效益價(jià)值量的體現(xiàn)。本評(píng)估中所使用的貼現(xiàn)率指將未來(lái)現(xiàn)金收益折合成當(dāng)前收益的比率。貼現(xiàn)率是一種存貸款均衡利率，利率的大小，主要根據(jù)金融市場(chǎng)利率來(lái)決定，其計(jì)算公式為：

t=(Dr+Lr)/2

(4)

式中:t是指存貸款均衡利率(%)；Dr是指銀行的平均存款利率(%)；Lr是指銀行的平均貸款利率(%)。

貼現(xiàn)率利用存貸款均衡利率，將非當(dāng)年價(jià)格參數(shù)逐年貼現(xiàn)至當(dāng)前價(jià)格參數(shù)。貼現(xiàn)率的計(jì)算公式為：

d=(1+tn+1) (1+tn +2) …(1+tm)

(5)

式中：d為貼現(xiàn)率;t為存貸款均衡利率；n為價(jià)格參數(shù)可獲得年份；m為當(dāng)前年份。

土壤碳固存價(jià)值量的計(jì)算采用以下公式：

U土壤碳=AC碳(1.63B年)Fd

(6)

式中：U土壤碳為土壤碳總固碳價(jià)值(元/a)；B年為單位面積土壤年固碳量[t/(hm2·a)]；C碳為固碳價(jià)格(元/t)；A為退耕面積(hm2)；F為生態(tài)功能修正系數(shù)；d為貼現(xiàn)率。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤有機(jī)碳對(duì)不同植被類(lèi)型的響應(yīng)

退耕還喬、灌、草顯著提高了土壤有機(jī)碳固存，與農(nóng)田相比，分別提高88.20%，55.15%和43.18%，整體來(lái)看，黃土高原植被恢復(fù)平均增加了61.60%的碳固存(圖2A)。本研究結(jié)果顯示，不同喬木樹(shù)種(落葉喬木、常綠喬木，圖2B)和灌木樹(shù)種(檸條、沙棘，圖2C)在增加有機(jī)碳固存方面沒(méi)有顯著差異。相對(duì)來(lái)講，常綠喬木土壤固碳(114.86%)要優(yōu)于落葉喬木(85.39%)，沙棘土壤固碳(81.43%)優(yōu)于檸條(62.50%)。不同類(lèi)型草地(自然恢復(fù)草地、人工草地)土壤碳固存變化存在顯著差異，天然草地碳固存量約為人工草地的4倍(圖2D)。

2.2 不同恢復(fù)階段土壤有機(jī)碳對(duì)植被類(lèi)型的響應(yīng)

隨著植被恢復(fù)時(shí)間的增加，不同植被類(lèi)型下土壤有機(jī)碳固存均顯著增加，各植被類(lèi)型的固碳效應(yīng)在恢復(fù)后期得到顯著提升，喬木、灌木、草地土壤有機(jī)碳增加幅度的變化范圍分別為38.87%～154.80%，21.59%～98.07%，32.80%～85.65%。顯然，退耕還喬后土壤具有更高的固碳速率。值得注意的是，在恢復(fù)初期(<10 a)，并沒(méi)有出現(xiàn)有機(jī)碳的顯著降低。不同恢復(fù)階段(<10 a，10～20 a，20～30 a和>30 a)的土壤有機(jī)碳固存增加量分別為32.44%，53.16%，77.45%和121.55%(圖3)。

注：S1，S2，S3，S4分別代表0～10 a、10～20 a、20～30 a和>30 a。

2.3 土壤有機(jī)碳固存對(duì)氣候因子與地形因子的響應(yīng)

不同植被類(lèi)型在不同降雨帶下的土壤碳固存存在顯著差異(圖4A)。例如，喬木林地與灌木林地的固碳量分別表現(xiàn)為450～550 mm降雨帶最高，>550 mm次之，<450 mm降雨最低，而草地卻表現(xiàn)為<450 mm降雨帶固碳量最高，而隨著降雨量的增加，固碳量逐漸減少。

坡向和坡度顯著影響了土壤有機(jī)碳固存(圖4B，圖4C)。3種植被在陰坡的固碳量均最高。陰坡植被恢復(fù)能夠產(chǎn)生更多的碳收益，且以喬、灌為最優(yōu)。從不同坡度來(lái)看，整體呈現(xiàn)坡度越大，有機(jī)碳增加的幅度越高。其中，>30°的坡有機(jī)碳增加最為明顯。這可能與初始碳含量有關(guān)。

注：圖中小寫(xiě)字母代表同一植被類(lèi)型下不同降雨帶之間的差異，不同字母代表具有顯著性差異，p<0.05。

2.4 區(qū)域尺度土壤有機(jī)碳固存速率及其貨幣轉(zhuǎn)化潛力

本研究表明，黃土高原土壤有機(jī)碳固存平均速率為0.21 Mg/(hm2·a)(圖5)，基于本研究結(jié)果以及可獲取的面積數(shù)據(jù)，截至2008年，黃土高原已退耕483萬(wàn)hm2，按照本研究所計(jì)算的固碳速率，當(dāng)前碳匯效益為2 535.75萬(wàn)元/年。然而，如果根據(jù)Deng等人[4]建立的0—20 cm與0—100 cm碳固存的關(guān)系式(y=2.46x+0.01,R2=0.95)，黃土高原0—100 cm土壤碳固存速率約為0.53 Mg/(hm2·a)，那么其碳匯效益將為6 399.75萬(wàn)元/年。

注：R2代表模型擬合度；***代表p<0.001;n代表樣本量。

Chang等[5]根據(jù)黃土高原地區(qū)2000年的TM和ETM的遙感影像，分辨率為200 m，解譯出黃土高原大約有2.03×106hm2坡度大于15°的坡耕地可以退耕為林地和草地，所以我們就用該數(shù)據(jù)作為黃土高原地區(qū)退耕還林(草)工程實(shí)施的理想面積，然后結(jié)合退耕還林(草)后的平均固碳速率對(duì)黃土高原退耕還林(草)工程覆蓋區(qū)域的年平均固碳潛力進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果表明，黃土高原地區(qū)整個(gè)退耕還林(草)工程的0—20 cm固碳潛力為0.43 Tg C/a，0—100 cm固碳潛力為1.08 Tg C/hm2。這意味著黃土高原的0—20 cm，0—100 cm土壤固碳價(jià)值潛力為1 065.75萬(wàn)元/年、2 689.75萬(wàn)元/年。若全部坡耕地完成退耕還林，該區(qū)每年0—20 cm和0—100 cm的碳匯效益將分別為3 601.5萬(wàn)元/年，9 089.5萬(wàn)元/年。

3 討論及結(jié)論

3.1 植被類(lèi)型對(duì)土壤碳固存的影響

本研究表明，退耕還林顯著提升了土壤有機(jī)碳固存量(圖2)。這與以前的相關(guān)研究[10,17-18]一致。將農(nóng)地轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗄晟脖缓?，有效的防控了土壤侵蝕，并改善了土壤物理(土壤孔隙、水穩(wěn)性團(tuán)聚體、土壤入滲等)、化學(xué)(全氮等)以及生物學(xué)(微生物量碳)質(zhì)量[19-21]。此外，不同植被類(lèi)型固碳效益存在差異(圖2)。一般來(lái)說(shuō)，喬木能夠比灌木和草地產(chǎn)生更多的枯落物歸還量[21]，且許明祥[22]報(bào)道了退耕還喬后土壤質(zhì)量提升最大。與灌木相比，草地根系較淺，因此，其生物量和枯落物歸還量相對(duì)較低。盡管如此，喬灌草均顯著提升了有機(jī)碳固存量。本研究表明，樹(shù)種對(duì)土壤有機(jī)碳并沒(méi)有顯著影響(圖2A，B，C)。落葉喬木在增加枯落物歸還量等方面明顯優(yōu)于常綠喬木，這在諸多研究中均有報(bào)道[23]，然而，與落葉喬木相比，常綠喬木能夠形成長(zhǎng)期有效的遮陰，降低了林下溫度，減慢了有機(jī)碳的礦化速率[24]。有研究顯示，常綠樹(shù)種具有更為發(fā)達(dá)的細(xì)根系統(tǒng)，且與落葉林相比，常綠樹(shù)種具有將更多光合產(chǎn)物固定到根部的能力，這可以有效增加土壤有機(jī)碳含量[25]。然而，黃土高原是干旱半干旱地區(qū)，受水分等條件限制，常綠樹(shù)種與落葉樹(shù)種的生理特性可能沒(méi)有其他區(qū)域顯著，導(dǎo)致二者在增加有機(jī)碳方面沒(méi)有顯著差異。此外，我們的研究表明，自然恢復(fù)草地在土壤固碳方面具有更大的優(yōu)勢(shì)(圖2D)。這可能與人工草地刈割以及自然衰退有關(guān)，且人工草地的耗水量顯著高于天然草地，其可持續(xù)性明顯低于天然草地。綜上，在黃土高原地區(qū)，在植被承載力范圍內(nèi)，優(yōu)先配置適宜樹(shù)種或草種將有利于優(yōu)化土壤固碳格局，增加固碳潛力。

3.2 土壤有機(jī)碳固存影響因素

3.2.1 恢復(fù)年限 多項(xiàng)研究報(bào)道了在恢復(fù)初期，由于沒(méi)有了施肥等管理措施，加之植被沒(méi)有形成有效的侵蝕防控機(jī)制，在恢復(fù)初期往往有機(jī)碳為負(fù)增長(zhǎng)[10]。這與本研究不同。這可能是與選取的不同時(shí)間段有關(guān)[4]。隨著植被恢復(fù)年限的增加，枯落物及植被根系生物量的輸入量也呈增加趨勢(shì)[10]。諸多研究表明，土壤質(zhì)量(土壤物理、化學(xué)、生物質(zhì)量)均隨恢復(fù)年限的增加顯著提升[22]。這意味著恢復(fù)年限是土壤碳固存評(píng)估中應(yīng)該考慮的重要因素之一。然而，值得一提的是，本研究將恢復(fù)年限分為0～10 a、10～20 a、20～30 a和>30 a，在更長(zhǎng)久的恢復(fù)過(guò)程中(>30 a)，有機(jī)碳固存是否持續(xù)增加值得商榷?？梢灶A(yù)見(jiàn)的是，受干旱半干旱區(qū)域人工造林的影響，土壤水分的可持續(xù)性成為目前關(guān)注的焦點(diǎn)。如何識(shí)別水分與固碳的轉(zhuǎn)折關(guān)系將是一個(gè)重要議題。水分與植被生長(zhǎng)、根系生物量增加顯著相關(guān)，水分的降低勢(shì)必會(huì)阻礙植被的發(fā)育。

3.2.2 氣候因子 我們的研究表明，不同植被類(lèi)型在不同降雨帶下的土壤碳固存存在顯著差異(圖4A)。例如，喬木與灌木的固碳量分別表現(xiàn)為450～550 mm降雨帶最高，>550 mm次之，<450 mm降雨最低，而草地卻表現(xiàn)為<450 mm降雨帶固碳量最高，而隨著降雨量的增加，固碳量逐漸減少。這與有機(jī)碳的輸入與輸出有關(guān)。例如，在<450 mm降雨帶，土壤水分不足以支撐喬灌的正常生長(zhǎng)，因此，更多的碳和養(yǎng)分均用于生物量的增加，有研究報(bào)道，在水分不足的情況下，生態(tài)系統(tǒng)碳的增加多集中在生物量中[4,26]；而在>550 mm降雨帶，較為充沛的降雨量加速了有機(jī)碳的礦化，導(dǎo)致其存留量相對(duì)低于450～550 mm降雨帶。草地的枯落物積累量相對(duì)較低，然而，在降雨量較低的地區(qū)，其根系發(fā)達(dá)且多集中在地表，而在降雨較高的地區(qū)，較低的碳輸入以及較高的分解量導(dǎo)致草地的固碳量隨降雨量的增加而降低[7]?；诖?，我們建議，氣候因素是植被恢復(fù)必須考慮的重要因素，且在降雨量較高的地區(qū)種植喬、灌植被，而在降雨量低的地區(qū)以草地恢復(fù)為主。

3.2.3 地形因子 坡向和坡度顯著影響了土壤有機(jī)碳固存(圖4B，圖4C)?？傮w來(lái)看，3種植被在陰坡的固碳量均最高。這與陰坡溫度相對(duì)較低，而濕度相對(duì)較高有關(guān)。在黃土高原地區(qū)，由于較好的水分條件，陰坡植物的郁閉度和長(zhǎng)勢(shì)均優(yōu)于陽(yáng)坡，因此能夠帶來(lái)更多的碳輸入。這表明，陰坡植被恢復(fù)能夠產(chǎn)生更多的碳收益，且以喬灌為最高。從不同坡度來(lái)看，整體呈現(xiàn)坡度越大，有機(jī)碳增加的幅度越高。其中，>30°的坡有機(jī)碳增加最為明顯。這可能與初始碳含量有關(guān)。退耕前，坡度越大，遭受的侵蝕越嚴(yán)重，土壤質(zhì)量越低，Vesteral等[27]研究表明，初始養(yǎng)分含量越低，其增加的潛力越大，這也得到了諸多學(xué)者的支持[3,6]。這表明，陡坡植被恢復(fù)能夠有效增加有機(jī)碳含量。

3.2.4 不確定性分析 與其他同類(lèi)型的研究相比，本研究不僅大量增加了樣本量，而且全面分析了不同植被類(lèi)型、樹(shù)種、恢復(fù)年限、氣候因子(降雨)、地形因子(坡度、坡向)對(duì)土壤碳固存的影響。然而，本研究仍有不確定性問(wèn)題需要指出。(1) 受文章發(fā)表量及研究區(qū)的差異影響，樣本并非均勻分布。這可能導(dǎo)致不同區(qū)域碳固存的權(quán)重存在差異，然而，本研究并未對(duì)這些樣本的權(quán)重進(jìn)行分析；(2) 本研究在分析其變化速率時(shí)，假定碳固存為線性變化，然而，碳固存的變化并非都是線性變化，而是以非線性方式進(jìn)行變化；(3) 本研究所涉及的有機(jī)碳固存恢復(fù)年限最大為60 a，缺少更為長(zhǎng)期的觀測(cè)；(4) 除有機(jī)碳外，影響碳固存的其他土壤因子并未獲取，例如pH、土壤質(zhì)地等。因此，綜合以上不確定性因素，未來(lái)與大尺度土壤碳固存有關(guān)的研究應(yīng)盡可能充分考慮以上因素，從而更為精準(zhǔn)地估算退耕還林過(guò)程中土壤碳的動(dòng)態(tài)變化。

3.3 本研究對(duì)區(qū)域生態(tài)恢復(fù)及碳交易的啟示

本研究表明，黃土高原退耕還林草工程顯著增加了土壤碳固存，平均增幅61.61%。而在土壤固碳過(guò)程中，植被類(lèi)型(喬、灌、草)、喬木樹(shù)種(常綠喬木、落葉喬木)、灌木樹(shù)種(沙棘、檸條)以及草地類(lèi)型(人工草地、天然草地)扮演了重要角色，顯著影響了土壤固碳。在不同的恢復(fù)階段，土壤固碳量不同，總體來(lái)看，恢復(fù)后期固碳效果最佳。此外，不論區(qū)域尺度還是坡面尺度，都應(yīng)重視氣候條件、坡向、坡度對(duì)土壤固碳的影響。整體來(lái)看，在降雨量較高的地區(qū)種植喬、灌，而在降雨量低的地區(qū)以草地恢復(fù)為主。且陰坡、陡坡植被恢復(fù)能夠有效增加有機(jī)碳含量。結(jié)合生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)理論，本研究得出黃土高原0—20 cm，0—100 cm總固碳價(jià)值分別為3 601.5萬(wàn)元/年，9 089.5萬(wàn)元/年。因此，在碳匯交易過(guò)程中，黃土高原的土壤固碳效益應(yīng)該考慮進(jìn)去，且其長(zhǎng)期效益值得更加深入的研究。