Land-use systems that sequester carbon and reduce CO2 emissions are key in the global mitigation strategies of climate change. Greenhouse gas emission from agro-ecosystems in sub-Saharan Africa is little studied. Here, we quantified soil carbon stock (SCS) and CO2 emissions from three land-use systems viz. arable land, oil palm plantation and forestland in the semi-deciduous forest zone of Ghana. Soil organic carbon concentration at the 0–15 cm layer in the forestland was 62 and 23% greater than that in the arable land and palm plantation, respectively. The SCS along the 1.0-m profile was 108.2, 99.0 and 73.5 Mg ha−1 in the forestland, palm plantation and arable land, respectively. Arable land emitted 30–46% more CO2 than palm plantation and forestland. In the dry season, CO2 emissions were respectively 0.93, 0.63 and 0.5 kg ha−1 h−1 from the arable land, palm plantation and forestland. Positive relationships were observed between CO2 emissions and SCS, soil temperature, and moisture. The SCS greatly influenced CO2 emission in the dry season more than in the wet season in the relatively higher carbon-input systems (forestland and palm plantation). Soil temperature accounted for more than 55% of CO2 emissions in both seasons, which has implications in the era of rising global temperatures. The study provides relevant information on carbon storage abilities of the three land-use types in tropical climate and calls for drastic climate change actions to reduce degradation of forest cover and soil disturbance in agro-ecosystems in sub-Saharan Africa.

中文翻译：

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土壤碳储量和排放量：来自加纳的三种土地利用系统的估计

隔离碳和减少CO2排放的土地利用系统是全球缓解气候变化战略的关键。撒哈拉以南非洲农业生态系统产生的温室气体排放很少研究。在这里，我们量化了三种土地利用系统的土壤碳储量（SCS）和CO2排放。加纳半落叶林区的可耕地，油棕种植园和林地。林地0–15 cm层的土壤有机碳浓度分别比耕地和棕榈园高62％和23％。在林地，棕榈种植园和耕地中，沿1.0 m剖面的南海海平面分别为108.2、99.0和73.5 Mg ha-1。耕地的二氧化碳排放量比棕榈种植园和林地多出30–46％。在旱季，二氧化碳排放量分别为0.93、0.63和0。距耕地，棕榈种植园和林地5 kg ha-1 h-1。观察到CO2排放与SCS，土壤温度和湿度之间存在正相关关系。在相对较高的碳输入系统（林地和棕榈种植园）中，SCS对干旱季节的CO2排放的影响大于对潮湿季节的CO2排放。在两个季节中，土壤温度占二氧化碳排放量的55％以上，这在全球温度上升的时代具有影响。该研究提供了有关热带气候中三种土地利用类型的碳存储能力的相关信息，并呼吁采取剧烈的气候变化行动以减少撒哈拉以南非洲农业生态系统的森林覆盖率下降和土壤扰动。土壤温度和湿度。在相对较高的碳输入系统（林地和棕榈种植园）中，SCS对干旱季节的CO2排放的影响大于对潮湿季节的CO2排放。在两个季节中，土壤温度占二氧化碳排放量的55％以上，这在全球温度上升的时代具有影响。该研究提供了有关三种类型的土地利用类型在热带气候中的碳储存能力的相关信息，并呼吁采取剧烈的气候变化行动，以减少撒哈拉以南非洲农业生态系统的森林覆盖率降低和土壤扰动。土壤温度和湿度。在相对较高的碳输入系统（林地和棕榈种植园）中，SCS对干旱季节的CO2排放的影响大于对潮湿季节的CO2排放。在两个季节中，土壤温度占二氧化碳排放量的55％以上，这在全球温度上升的时代具有影响。该研究提供了有关热带气候中三种土地利用类型的碳存储能力的相关信息，并呼吁采取剧烈的气候变化行动以减少撒哈拉以南非洲农业生态系统的森林覆盖率下降和土壤扰动。在两个季节中，土壤温度占二氧化碳排放量的55％以上，这在全球温度上升的时代具有影响。该研究提供了有关热带气候中三种土地利用类型的碳存储能力的相关信息，并呼吁采取剧烈的气候变化行动以减少撒哈拉以南非洲农业生态系统的森林覆盖率下降和土壤扰动。在两个季节中，土壤温度占二氧化碳排放量的55％以上，这在全球温度上升的时代具有影响。该研究提供了有关三种类型的土地利用类型在热带气候中的碳储存能力的相关信息，并呼吁采取剧烈的气候变化行动，以减少撒哈拉以南非洲农业生态系统的森林覆盖率降低和土壤扰动。