武汉理工大学方临川教授团队在Nature子刊上发表重要研究成果

近日，武汉理工大学资源与环境工程学院方临川教授团队在全球变化与可持续农业研究方面取得重要进展，研究成果以“Optimizing cover crop practices as a sustainable solution for global agroecosystem services”为题，发表在Nature Communications上。武汉理工大学关键非金属矿产资源绿色利用教育部重点实验室为第一作者和通讯作者单位，博士研究生邱天逸为论文第一作者，方临川教授为通讯作者。

为了满足不断增长的粮食需求，全球范围内空前的耕地扩张和农业集约化导致了一系列的环境负面影响，例如极端气候、生物多样性丧失和氮污染。随着这些影响不断加剧，农业生态系统的关键服务功能及其可持续性将受到无法逆转的损害。如何以更低的环境代价获得更高的产量，是当前全球农业所面临的一项巨大挑战。作为一种提高可持续性的潜在策略，覆盖作物实践已在农业生产中被广泛采用。通过地表覆盖和作物多样化，覆盖作物可以为农业生态系统提供各种好处，包括粮食供应、气候减缓和土壤稳定等。然而，其最大潜力往往受到由温室气体排放引起的环境权衡制约。因此，深入探索优化覆盖作物实践（包括类型、终止时间和残茬管理），对于实现粮食安全和环境保护的双赢至关重要。

通过基于2302个观测数据的整合分析和数据驱动方法，团队评估了覆盖作物实践的优化组合及其全球适用性。具体来说，豆科和非豆科覆盖作物的双作种植被确定为最优类型，结合在下一季作物种植前25天终止及随后的地表残茬覆盖，该实践组合可达到最佳效果。这种优化的做法预计将使农业生态系统多服务性提高1.25%，相当于作物产量每年增加9770万公吨、二氧化碳封存增加217亿公吨和土壤侵蚀减少24.1亿公吨。到本世纪末为止，继续实施优化实践可以减轻与气候相关的产量损失，并有助于气候中和与土壤稳定，特别是在恶劣环境和欠发达地区中。

本研究系统地揭示了优化覆盖作物实践协同提升粮食安全和环境友好型服务的可持续潜力。在全球气候变化和社会经济不平等日益加剧的今天，优化覆盖作物实践为实现联合国可持续发展目标，特别是在消除贫困、零饥饿、气候行动和社会公平方面提供了基于自然的农业解决方案。研究得到国家重点研发计划、中国科学院战略先导科技专项等资助。（通讯员：曹明）