覆蓋作物土壤固碳效應和影響因素研究進展

王從，孫會峰，張繼寧，張鮮鮮，周勝*

(1.上海市農業科學院生態環境保護研究中心，上海 201403；2.農業農村部東南沿海農業綠色低碳重點實驗室，上海 201403；3.上海低碳農業工程技術研究中心，上海 201403)

有研究表明，陸地生態系統0～30 cm的土壤有機碳(soil organic carbon，SOC)儲量約為6.8×1011t[1]，而0～100 cm的SOC含量則高達1.5×1012t[2]，是陸地生態系統生物質碳庫的2～4倍、大氣碳庫總儲量的2倍以上[3-4]。因此，陸地生態系統中土壤碳庫含量的輕微變化，也會對全球大氣碳濃度產生巨大影響。作為受人類活動影響最為深刻的一類生態系統，農田土壤有機碳庫是陸地生態系統中最為活躍的碳庫，也是一類可通過技術手段進行適度調節的碳庫。利用適當的農業、農藝措施，通過提高農田土壤碳庫儲量實現“藏碳于地”，是目前農業領域碳減排、碳中和最可行的實現方案。

我國第二次土壤普查數據的估算結果表明，我國農田土壤0～100 cm的碳庫儲量約為85～95 Pg[5]。近30年來，我國農田土壤表層SOC含量總體上在不斷增加，其中農田30 cm深度的土壤年固碳量在11.0～36.5 Tg，單位面積農田的年固碳速率為85～281 kg·ha-1[6]。據估算，通過合理的農業農藝措施，我國到2050年農田土壤的總體固碳潛力可以達到20億～25億t，固碳速率可達3 680萬t·a-1[7]。因此，研究如何充分合理利用農田土壤碳增匯潛力，實現農業生產碳中和，對于我國農業未來實現低碳綠色可持續發展顯得尤為重要。

覆蓋作物(cover crop)是一類種植于主要經濟作物耕種間隙，用以降低農田土壤侵蝕、保持土壤墑情、控制農田雜草或害蟲的一類功能性農作物的統稱[8]。從世界農耕發展史來看，現代意義上的覆蓋作物概念最早則可追溯到20世紀50年代[9]，而早期的農業綠肥(green manure)和填閑作物，均與現代覆蓋作物的概念存在一定交叉。伴隨著大量的田間研究，覆蓋作物在減少農田土壤侵蝕、減緩土壤肥力衰減等方面，均被證明具有良好的應用效果[10-12]。近年來，覆蓋作物憑借綠色、低投入、低消耗的特點，在農田生態系統固碳技術領域，開始逐漸受到人們的關注。農田覆蓋作物種植技術，作為基于自然的解決方案(nature-based solution，NbS)的關鍵技術之一，其在農田生態系統碳匯中的積極作用已得到了較為廣泛的認可[13]?；?0世紀90年代Fisher等[14]在美國南部開展的牧草固碳功能研究，覆蓋作物在農田土壤固碳領域的應用隨即獲得了廣泛關注，關于覆蓋作物碳匯效應的研究也開始逐漸增多[15]。未來20～30年，農田土壤固碳潛力挖掘和碳匯提升，在我國農業碳中和目標的實現上將扮演重要角色，同時對于我國農業應對氣候變化風險也將發揮重要作用。因此，作為實現農田土壤碳增匯的重要途徑之一，研究基于覆蓋作物種植的農田土壤固碳技術，闡明其固碳機制及調控因素，對于我國農業綠色低碳發展意義重大。

本文系統總結了覆蓋作物在國內外農田生態系統固碳領域的研究案例，綜述了不同覆蓋作物應用情境下的農田土壤固碳能力變化，整理與分析了可能影響覆蓋作物固碳效果的農業、農藝因素，為我國未來農業固碳減排領域的基礎研究與應用技術開發提供新思路。

1 覆蓋作物實現農田土壤固碳的途徑

1.1 增加農田土壤有機碳輸入

覆蓋作物作為農田生態系統的初級生產者，其可通過光合作用吸收大氣中的二氧化碳并固定為植株生物量碳，進而通過光合產物向地下部的運輸，或通過植株殘體分解等形式，將有機碳輸入農田土壤，進而改變農田土壤有機碳庫的累積特征，從而實現農田土壤固碳[16-17]。其中，覆蓋作物光合產物通過根系分泌物的形式向根際土壤輸入有機碳，是覆蓋作物固碳的重要途徑之一。針對農田作物光合產物碳源分配的研究表明，約20%～30%的植株光合產物碳源經植株的物質轉運作用進入地下部，其中約一半的光合碳以生物量的形式固定于作物根系中，其余碳除去部分呼吸消耗以外，均以有機碳的形式固定于農田根際土壤中[18]。Schmitt等[19]的研究表明，豆科(苜蓿)與非豆科(黑麥草)覆蓋作物，其光合產物碳在地上部和地下部的分配比例相近，同時兩者的光合產物碳向土壤可溶性有機碳和微生物生物量中的分配比例也基本相同。考慮到不同類群覆蓋作物在植株生物量上的差異，可以認為具有更高生物量的覆蓋作物類群，其在根系碳分泌物輸入途徑上的固碳潛力往往也會更高。

覆蓋作物有機碳向土壤輸入的另一途徑是以覆蓋作物殘茬、秸稈或全株還田的形式，將覆蓋作物固定的大量有機碳源直接輸入土壤的過程。在覆蓋作物生物量還田過程中，輸入農田土壤的新鮮有機碳，經過土壤微生物的分解、礦化和同化作用，最終以可溶性有機碳、顆粒態有機碳、礦物結合態有機碳和微生物量碳等形式固定于土壤有機碳庫，從而實現農田土壤碳匯提升[20]。大量研究均表明，作物生物量還田不論從短期還是長期效應上來看，都是增加農田土壤有機碳的最直接，同時也是最有效途徑[21-22]。Huang等[23]基于長期定位試驗的DLEMAg模型估算結果表明，在免耕條件下，夏季玉米和冬季覆蓋作物輪作農田生態系統中，表層土壤固碳量與冬季覆蓋作物和夏季玉米秸稈的生物量碳輸入量呈高度正相關。Leomo等[24]研究表明，在排除其他影響因素的條件下，僅以覆蓋作物牛筋草(Eleusineindica)、距瓣豆(Centrosemapubescens)和毛蔓豆(Calopogoniummucunoides)植株生物量還田，農田土壤有機碳含量從最初的0.07 g·kg-1分別增加到了0.36、0.36和0.40 g·kg-1?？梢姀母采w作物固碳的實現途徑來看，覆蓋作物生物量還田是農田土壤固碳應用層面上最為直接且行之有效的途徑。

除覆蓋作物生物量直接還田以外，也有研究認為覆蓋作物對于農田生態系統整體生產力的促進，是實現農田土壤固碳的另一間接作用機制。現有研究表明，不同覆蓋作物類型對于主要農作物生產力的影響作用存在差異，其中豆科覆蓋作物對于主要農作物生產力在總體上是具有促進作用的[25]。而非豆科覆蓋作物對于主要經濟作物生產力的影響效果，往往更易受田間實際農事管理模式的影響，從而導致不同的作物生產力響應[25-27]。針對玉米田的研究表明，二月蘭和冬油菜作為覆蓋作物種植，可提高玉米植株對于養分的吸收，并顯著增加玉米秸稈生物量和籽粒產量[28]。但也有研究表明，覆蓋作物種植可顯著增加農田土壤有機質，但土壤有機碳庫提升的主要貢獻者是覆蓋作物，而非農田系統中的主要作物[25，29]。Odland等[30]通過長期田間試驗研究發現，玉米農田中黑麥作為覆蓋作物輪作種植，能夠提高后續玉米的籽粒和秸稈產量。然而，也有研究認為，休耕期間種植覆蓋作物，對農田主要農作物產量沒有顯著影響[31]，甚至在部分情況下覆蓋作物種植可能會導致主要作物出現減產的情況[25]。但Mohamed等[25]的研究也表明，通過改變覆蓋作物的種植類群，能夠避免覆蓋作物種植對主要農作物生產力造成負面影響，并實現主要經濟作物產量從減產4%提升至增產13%。上述研究結果表明，覆蓋作物類群的選擇可能是影響農田主要作物生產力水平的關鍵因素，在合理的主要農作物和覆蓋作物種植模式下，覆蓋作物種植可通過促進主要經濟作物生產力進而間接提升農田生態系統整體固碳潛力，但不合理的覆蓋作物匹配模式不但不利于主要經濟作物生產，還可能對農田土壤的固碳進程產生不利影響。

1.2 減少農田土壤有機碳庫損失

覆蓋作物最初的種植目的，即是旨在緩解農田裸土的水蝕、風蝕和養分淋溶等問題[32]。而在土壤被侵蝕流失的過程中，土壤表層有機碳庫也會因土壤有機養分的流失而急劇下降[33-34]。對于農田生態系統，因各種侵蝕作用而損失的農田土壤，其有機碳含量是經侵蝕后的剩余農田表層土壤有機質含量的1.3～5.0倍[35]。因此，覆蓋作物種植對農田土壤固碳的積極作用，首先就是通過降低農田土壤侵蝕而導致的土壤有機碳損失來實現的[17]。Beale等[36]研究表明，與長期單一玉米種植相比，野豌豆(vetch)和黑麥(rye)混播作為冬季輪作覆蓋作物，可使玉米田土壤流失從8.4 t·hm-2大幅降低至3.5 t·hm-2。在一個大豆(soybean)農田冬季覆蓋作物輪作的研究案例中，與常規冬季休耕模式相比，冬季覆蓋作物輪作可大幅度降低77.5%的農田表層土壤流失量[37]。而與常規翻耕農田相比，覆蓋作物在免耕農田系統中的應用效果更為明顯，Zhu等[12]對免耕條件下的大豆田覆蓋作物土壤侵蝕防控效果進行了研究，結果表明，與休閑季無覆蓋作物相比，雞尾草(chickweed)、加拿大早熟禾(Canada bluegrass)和早雀麥(downy brome)作為覆蓋作物輪作，可有效削減82.6%、92.7%和90.8%的耕層土壤流失量。Mutchler等[38]對于棉花種植農田的研究結果表明，野豌豆(vetch)作為覆蓋作物種植，可顯著降低棉田土壤流失達88.5%。Salter 等[39]研究了美國冬季覆蓋作物對土壤碳含量的影響結果表明，具有30年種植歷史的農田土壤有機碳含量從玉米單作農田的凈損失3.12%，提高到覆蓋作物種植耕地的凈增1.36%。

從覆蓋作物對土壤抗侵蝕性的提升作用機制來看，除了覆蓋作物植株本身在宏觀結構上的物理遮蔽和根系固持作用外，土壤團聚體穩定性的提升也是減少農田土壤有機碳損失重要因素。研究表明，土壤團聚體穩定性在土壤結構保持、入滲性和防侵蝕性能方面均有極為重要影響[40]。農田土壤團聚體的形成與土壤有機碳水平和狀態密切相關，并且土壤團聚體的穩定性也能夠增加對土壤有機碳組分的物理保護作用，促進土壤有機碳的有效固定，同時降低因土壤侵蝕引起的土壤碳庫損失[41]。Blanco-Canqui等[16]研究也表明，農田土壤有機碳水平的提高與土壤團聚體狀態息息相關，通過細粒與粗粒土壤團聚體的融合，增強土壤顆粒間的結合力，可提高土壤大團聚體的比例和穩定性。Zhang等[42]研究表明，豆科覆蓋作物配合長期氮肥施用，可以顯著提高農田土壤中大團聚體(>5 mm)的比例，改善土壤有機質穩定性。Bruce等[43]研究表明，絳三葉作為覆蓋作物納入高粱農田后，土壤團聚體穩定性提升了50%。以油菜(oilseed rape)、苦蕎麥(buckwheat)、大麥(barley)和黑麥(rye)作為覆蓋作物時，農田土壤團聚體穩定性均較無覆蓋作物處理顯著提高[44]。總體上看，對于具有較高土壤侵蝕風險的農業耕作區，覆蓋作物種植對于農田土壤防侵蝕性的提升，以及農田土壤有機碳庫的保護具有積極作用。可見覆蓋作物在農田土壤碳庫收(增加土壤有機碳輸入)支(降低農田碳庫損失)兩方面的積極作用，均是農田土壤實現碳增匯的重要途徑。

1.3 改變農田土壤功能微生物碳代謝特征

土壤微生物是農田土壤有機碳庫物質循環過程的主要承擔者，土壤碳循環過程相關功能微生物的代謝特征變化，是影響土壤有機碳組成、周轉時間和礦化速率的關鍵因素。大量研究表明，覆蓋作物種植可改變農田土壤碳循環關鍵功能微生物代謝特征，從而改變農田土壤碳庫的累積與釋放[45-47]。Buyer等[48]研究表明，野豌豆和黑麥作為覆蓋作物輪作時，可通過根系分泌物、根系和地上部有機質分解，使營養物質進入土壤，進而增加蔬菜田土壤微生物生物量，同時還會改變土壤微生物群落結構，影響農田土壤中的養分循環過程。任慧等[49]研究表明，與小麥-休閑模式相比，小麥-箭筈豌豆、小麥-油菜-箭筈豌豆輪作模式均不同程度增加了農田土壤微生物量碳含量，改變土壤微生物的固碳能力。菌根真菌作為農田土壤碳循環過程中最重要的功能微生物，其在植物地下部碳分配[50-51]、根系分泌物利用與轉化[52-53]，以及農田土壤碳固定方面均起到關鍵調控作用，因此，菌根侵染率是農田作物-土壤系統碳循環活躍度的重要衡量指標之一。Kabir等[54]研究表明，以黑麥和燕麥(oats)作為覆蓋作物的甜玉米(sweet corn)田菌根侵染率較甜玉米-休閑耕作模式顯著提高，此外與黑麥、燕麥單作相比，兩者混播時菌根侵染率還會進一步顯著提高，進而影響農田土壤碳循環進程。

土壤碳庫的激發效應(priming effect)是外源有機質進入土壤后，改變原有土壤循環平衡，加速土壤原有碳庫礦化分解的現象[55]。目前的研究普遍認為，外源碳輸入導致的激發效應是影響土壤碳庫可持續積累的重要限制性因素，而土壤中的功能微生物的碳氮代謝平衡被打破，是激發效應的主要成因[56-57]。Broadbent等[58]將蘇丹草秸稈施入土壤中，發現激發效應使土壤中原有的腐殖質礦化速率增加了4～11倍。 鄭佳舜等[46]對冬季紫云英輪作的雙季稻田研究表明，在粉壟耕作條件下紫云英壓青還田處理較無紫云英還田處理顯著增加了土壤微生物量碳含量，但同時也增加了土壤有機碳礦化量和土壤有機碳礦化潛勢。從農田土壤有機碳庫形成的過程來看，農田土壤有機碳庫的收支動態是直接影響土壤碳增匯還是碳失匯的關鍵因素，與覆蓋作物輸入的新鮮有機質組分相比，土壤有機碳庫中的顆粒態有機碳、礦物結合態有機碳等組分，大都是經過腐殖化作用后具有較長周轉時間的有機碳組分。因此，激發效應的存在是影響覆蓋作物固碳效果的一大不利因素，但目前的研究個案之間缺乏可對比性，因此，在后期覆蓋作物固碳研究方面，十分有必要對不同覆蓋作物類群和耕作方式下的激發效應強弱進行深入研究和評估。

2 覆蓋作物固碳效應的影響因素

2.1 覆蓋作物類群對農田土壤固碳的影響

從覆蓋作物的分類看，常見覆蓋作物主要可分為豆科和非豆科兩大類，其中非豆科覆蓋作物根據具體作物的植物學分類還能夠繼續細分為禾本科(Poaeae)、十字花科(Cruciferae)和傘形科(Apiales)等，其中在實際農業生產過程中應用最廣泛的主要是豆科與禾本科覆蓋作物[8]。諸多研究表明，不同作物類群由于在生長策略、根系性狀和營養組成方面存在明顯差異，因此，在作物養分吸收動態、有機碳輸入水平、根系分泌物特征等諸多方面存在區別，進而對于覆蓋作物的固碳效應產生影響[59-61]。唐海明等[62]對比分析了雙季稻-覆蓋作物輪作農田和雙季稻-休閑農田土壤的碳累積動態，研究結果表明，在早稻收獲時冬季種植黑麥草、紫云英、馬鈴薯和油菜作為覆蓋作物的農田較冬季休閑農田，分別提升了10.7%、14.5%、17.6%和6.9%的土壤有機質含量(0～5 cm)。碳氮比是控制有機物料腐解和養分釋放的重要因素之一，秸稈中初始碳氮比通?？勺鳛轭A測秸稈降解動態的重要指標[63]。因此，也有研究認為，覆蓋作物不同類群在土壤固碳效應方面的差異，可能與覆蓋作物植株的營養組分構成相關。與豆科覆蓋作物相比，由于禾本科等非豆科覆蓋作物在土壤中的分解速率較低，因此，非豆科覆蓋作物對于農田土壤的有機碳具有更好的提升效果[16]。而豆科覆蓋作物普遍具有較低的碳氮比，其分解與釋放速率較高，而高碳氮比覆蓋作物由于微生物利用效率較低，其有機質的分解速率較低，使覆蓋作物有機碳組分在土壤系統中具有了更長的周轉時間，有利于有機碳組分在土壤中的持續固存[64-65]。然而Zhang等[66]通過對絳車軸草(crimson clover)、小黑麥(triticale)和加拿大油菜(canola)這3種不同類群的覆蓋作物研究表明，雖然不同覆蓋作物類群在有機碳的輸入量和組分上存在一定差異，但其在土壤有機碳積累效應上并未表現出明顯差異。Zhang等[66]認為，不同覆蓋作物類群對農田土壤顆粒態有機質(POM)和礦物結合態有機質(MAOM)的形成途徑存在影響，通過改變植物源有機碳向POM和MAOM的轉化比例，進而改變覆蓋作物對農田土壤固碳的實際效應，從有機碳組成和穩定性上影響覆蓋作物來源有機碳在土壤碳庫中的固存效率。綜上所述，不同覆蓋作物類群在農田土壤固碳效應方面的表現差異，可能取決于不同覆蓋作物植株本身生物量碳在土壤中的分解特性、最終產物的存在形式和構成比例所共同決定的。

2.2 耕種方式對覆蓋作物固碳效果的影響

種植模式對于覆蓋作物固碳效應的影響，主要涉及覆蓋作物單作、混作和間、套作之間固碳能力的差異。朱亞瓊等[67]研究表明，與油菜和花生分別單播種植相比，油菜和花生同行混作顯著增加了0～20 cm耕層的土壤有機質含量，而油菜與鷹嘴豆混作也顯著增加了0～10 cm耕層的土壤有機質含量；與燕麥和白花草木樨單播相比，兩者同行混作和異行間作也均顯著增加0～20 cm耕層的土壤有機質含量。此外，覆蓋作物間作條件下的行距參數也對農田土壤碳積累具有一定影響，與玉米30 cm行距+鷹嘴豆170 cm的種植模式相比，玉米50 cm行距+鷹嘴豆150 cm行距間作模式下的農田土壤有機質含量在0～10 cm的耕層深度范圍內顯著增加[67]。Fae等[68]研究發現，相較于單播種植，覆蓋作物混播對于農田土壤有機碳的提升作用更為顯著，而對于農田土壤有機碳的提升效應，主要是緣于混播種植的覆蓋作物的地上部和地下部較單播覆蓋作物群體均具有更高的生物量優勢。Stavi等[69]對比分析了奧地利冬豌豆(Austrian winter pea)和蘿卜(radish)混播與奧地利冬豌豆單播條件下農田土壤有機碳累積情況，結果表明，混播條件下的土壤有機碳含量由單播的15.9 g·kg-1提高到19.4 g·kg-1。相關研究結果也進一步表明，農田生態系統覆蓋作物物種多樣性的提升，對于農田土壤固碳大多具有積極作用[59，70-71]。因此，與單一作物類群覆蓋作物輪作相比，多種覆蓋作物混播、覆蓋作物套播對于農田土壤固碳具有更好的促進作用[68-69]。Zhang等[66]研究表明，雖然絳車軸草、小黑麥和加拿大油菜單播條件下的農田土壤SOC均較休耕顯著提高，但3種覆蓋作物混播進一步地提升了覆蓋作物農田固碳量。研究認為，不同類群覆蓋作物混播，會改變覆蓋作物來源的有機碳向土壤中POM和MAOM的轉化量，通過改變農田土壤有機碳的形成途徑和固存形式，進而影響農田短期和長期時間尺度上的土壤的固碳量[66]。

農田土壤耕作作為農業生產過程的重要技術手段，其在改善土壤結構、耕層質量和培肥地力方面起到重要作用，同時耕作措施還與土壤理化性質、生物學特性和養分循環特征密切相關[72-73]。但是從保護性耕作角度來看，常規耕作農田的翻耕操作容易對土壤耕層結構產生擾動，導致易分解有機碳損失，從而影響農田土壤有機碳庫的積累[74]。覆蓋作物在實際生產中的應用，對于具有較強根系的覆蓋作物類群，其對農田土壤的疏松作用也是覆蓋作物種植的關注點之一[17，75]。同時，大量研究證明包括免耕、覆蓋作物種植等技術在內的保護性耕作，在農田有機碳庫提升等方面具有較好的效果[76-77]。因此，在多數面向保護性耕作應用的覆蓋作物種植案例中，分析對比常規耕作和免耕條件下的覆蓋作物種植農田土壤碳累積差異，就具有了更多現實意義。Huang等[23]通過模型模擬分析了1970—2018年美國中南部玉米產區的農田土壤碳累積情況，模型分析結果表明，具有覆蓋作物輪作的免耕玉米農田可實現較常規耕作農田每年0.22 Mg·hm-2的固碳增量。Olson等[78]研究了不同耕作條件下，種植了毛苕子(hairy vetch)和黑麥(rye)的覆蓋作物農田，結果表明免耕條件下覆蓋作物農田土壤年固碳量為0.88 Mg·hm-2，而鏨式犁和鏵式犁翻耕條件下的覆蓋作物農田土壤的年固碳量僅為0.49和0.1 Mg·hm-2。免耕條件下更高的土壤碳積累量，可能與不同耕作模式下覆蓋作物生物量的差異有關。與常規耕作相比，覆蓋作物在免耕條件下土壤擾動更小，同時免耕條件下土壤濕度的保持更利于覆蓋作物產生更高的生物量，因此，土壤會獲得更高的有機碳輸入水平，進而增加免耕條件下的農田土壤有機碳累積量[23]。

2.3 還田方式對覆蓋作物固碳效果的影響

覆蓋作物還田方式是影響有機碳向農田土壤中輸入和固定的重要影響因素，不同的還田方式會改變覆蓋作物秸稈在土壤中的分解與養分釋放特征，同時還會進一步影響到農田土壤碳庫活性和養分有效性[79-81]。覆蓋作物還田技術，主要涉及覆蓋還田和翻壓還田這兩大類。李忠義等[81]通過田間試驗，對比分析了覆蓋還田和翻壓還田條件下，貓豆和赤小豆還田后的植株有機碳組分釋放特征，結果表明翻壓還田條件下貓豆和赤小豆的有機碳釋放速率均高于免耕覆蓋還田方式。在翻壓還田0～20 d時，貓豆和赤小豆的有機碳釋放速率分別為6.63和6.22 mg·d-1，而覆蓋還田條件下則分別僅為2.99和2.78 mg·d-1[81]。從有機碳組分累積釋放率和釋放速率來看，翻壓還田方式均要高于免耕覆蓋方式。從農田土壤碳固定的角度來看，馮秋蘋等[79]基于對玉米秸稈還田方式對土壤有機碳含量的影響研究發現，與秸稈不還田處理相比，玉米秸稈覆蓋還田使土壤有機質增加了42.67%，而翻壓還田則使農田土壤有機碳增加了52.26%?？傮w上，覆蓋還田加速了覆蓋作物有機碳的循環進程，而翻壓還田則可降低覆蓋作物植株有機碳的分解釋放速率，從而增加有機碳在土壤系統中的周轉時間以提升覆蓋作物農田的土壤固碳效果。

3 我國覆蓋作物農田碳匯提升研究展望

近年來，國內外就覆蓋作物在農田固碳增效方面的研究日益增多，并且在農田土壤固碳的實際應用方面也有諸多成功案例。本文基于現有的覆蓋作物固碳研究實例和部分模型評估結果，對覆蓋作物的農田土壤固碳途徑和影響因素進行了梳理?？傮w而言，覆蓋作物對于農田土壤碳增匯是具有積極意義的，這有利于進一步深入開展基于覆蓋作物種植的農田碳增匯機制研究和應用技術的研發。在機制研究方面，除了本文已歸納和總結的調控因素外，也有研究認為覆蓋作物的固碳效應，還與當地氣候類型、土壤質地、土壤起始有機碳水平以及種植年限等因素有關[16，82]。因此，針對具體的農田生態系統，環境因子往往也是改變覆蓋作物固碳效能的重要參考因素。相似的覆蓋作物種植體系，在不同氣候帶中的生產力和固碳作用表現很有可能存在差異，例如長江中下游地區的稻-豆科覆蓋作物輪作體系在淮河流域應用時，可能難以達到相同的土壤固碳水平。但是，目前針對氣候等環境因子對覆蓋作物應用的研究報道較為缺乏，不同類群覆蓋作物農田土壤的固碳效應對于環境因子的差異化響應，目前還缺乏充分的認知。此外，有研究表明覆蓋作物種植在提升土壤碳匯的同時，也促進了農田生態系統的溫室氣體排放[83-84]，因此，覆蓋作物的固碳效應會被農田增加的碳排放削弱或抵消。針對這種碳固定和溫室氣體排放此消彼長的情況，在后面的研究中應更加關注覆蓋作物種植對農田生態系統整體溫室效應的影響，結合生命周期評價方法，全面評估覆蓋作物對于農田生態系統碳收支的綜合效應，從而推動覆蓋作物種植等相關技術方法在我國農業固碳減排工作中的應用，促進我國農業綠色低碳可持續發展。