长期不同施肥下新疆灰漠土有机碳储量演变分析

新疆灰漠土耕地面积176万hm²,为新疆农业的发展起关键支撑作用。本研究基于新疆灰漠土农田肥力长期监测试验,选择其中不施肥、施化肥和化肥配施有机肥、秸秆的六个处理,对不同施肥处理下土壤表层（0~20cm）和亚表层（20~40cm）土壤碳储量变化特征进行了研究。结果表明：长期不施肥或施用化肥、有机肥均能提高灰漠土表层和亚表层土壤有机碳储量,其中表层土壤有机碳储量提高（4.0~43.7）tC/hm²;亚表层土壤有机碳储量提高（9.0~49.5）tC/hm²。采用不同施肥措施,土壤有机碳储量累积存在时段差异,不施肥耗竭种植条件下在试验初始5年碳储量缓慢下降,但在其后的18年中逐渐升高,因此在肥力水平较低土壤上,即使不施肥但长期耕作也将提高土壤碳储量,有利于贫瘠土壤固碳。这一结果也表明,若采用短期试验观测的数据不能全面反映人为管理措施对土壤碳储量的长期影响,对于碳储量的研究适宜依托长期观测试验的平台来完成。与不施肥或长期施用化肥相比,采用有机无机配施使灰漠土有机碳碳储量提高了32.1%~152.7%,固碳效应显著。将分层土壤容重考虑在内的等质量土壤碳储量计算方法能够较为客观评估秸秆还田的固碳效应。     

施用不同有机肥对盆栽大豆土壤可溶性有机质和无机氮含量的影响

通过大豆的盆栽试验,研究了施用两种常见的有机肥——腐殖酸有机肥和甲壳素有机肥后紫色土可溶性有机碳、氮的变化特征。试验结果表明:与未施肥处理相比,在整个大豆生长期间,施用腐殖酸和甲壳素有机肥处理均显著增加了土壤硝态氮含量;只有施用腐殖酸有机肥处理,在发芽期和出枝期,土壤铵态氮含量显著高于未施肥处理,而两种有机肥都是在结荚期显著低于未施肥处理。与未施肥处理相比,在整个生育期,除施腐殖酸有机肥的开花期和结荚期,施用腐殖酸和甲壳素有机肥处理均显著提高了土壤可溶性有机碳含量;除出枝期,施用有机肥处理均显著降低了土壤可溶性有机氮含量。     

海冰水灌溉配合农艺措施对棉田土壤水盐动态的影响

采用海冰水(含盐量3‰)灌溉,结合4种施肥措施(无机肥、有机肥与无机肥配施、土壤调理剂与无机肥配施和不施肥处理),研究海冰水灌溉配合农艺措施对土壤水分和盐分动态的影响。2007年-2008年结果表明:苗期和花期灌水后海冰水处理的土壤含水率均显著高于井水处理,尤其灌溉后播种前期0～40cm土层含水量差异显著;井水灌溉施加液膜处理的土壤含水率较未处理的显著提高。海冰水灌溉土壤1m土体脱盐率达40%。连续两年试验,两种灌溉水处理并配合不同农艺措施条件下均可有效淋洗土壤中盐分。2007年海冰水灌溉下,土壤调理剂与无机肥配施处理和有机肥与无机肥配施处理的小区0～40cm土壤脱盐率显著高于无机肥单施的处理(约53%～55%)。本试验研究得出,使用3‰的海冰水加液膜处理后灌溉棉田,并配合土壤调理剂与无机肥配施或有机肥与无机肥配施,能够加快灌溉后水分入渗和土壤盐分的淋洗。     

北京市耕地表层土壤有机碳分布及其影响因素

土壤有机碳既是影响全球气候变化的生态因子,也是影响耕地质量的肥力因子,研究耕地土壤有机碳分布特征及其影响因素对增加耕地碳储量和提升耕地生产能力具有重要指导意义。本文以北京市为研究区,以第二次土壤普查的土壤类型及质地数据、2010年测土配方施肥项目土壤养分调查成果、数字高程模型（DEM）及耕地种植类型分布图为基础数据,分析区域耕地土壤有机碳密度及储量空间分布特征。结果表明：①2010年北京市耕地表层土壤平均有机碳密度为22.51 t/hm ²,碳储量为990.34×10 ⁴ t;②北京市西北部山区以及城市近郊区耕地碳密度较大,各区县中耕地表层土壤平均有机碳密度最大的是门头沟区,达39.93 t/hm ²;③地形、土壤类型、土壤质地及种植类型对耕地土壤有机碳密度均有影响,具随着海拔升高耕地土壤有机碳密度整体呈增加趋势;土壤类型为棕壤、褐土的耕地有机碳密度显著高于其他类型,整体表现出土壤质地越黏重土壤有机碳密度越大的趋势;利用方式为非粮作物的耕地土壤有机碳密度略高于粮食作物;④综合分析表明,在中山、低山区域春玉米土壤碳密度最高,而在丘陵、平原区则是露天菜、设施农业碳密度最高。当前北京市耕地利用调整应综合考虑当地地貌地形、土壤条件以及人为利用因素对耕地表层土壤有机碳的影响,因地制宜提高或保持耕地固碳能力。     

不同施肥处理对稻田系统氮素流失的影响

通过测坑定位试验,研究了3种施肥处理下稻田系统氮素流失特征.试验结果表明,施肥后各个处理的稻田坑面水中NH+4-N浓度逐日递减,无机肥处理,混施肥处理和有机肥处理的NH+4-N浓度在施肥第2天分别降低35.17%、24.78%、14.12%;施用有机肥能有效降低氮素在稻田土层中的淋溶速率,低于无机肥处理和混施肥处理,施...     

石家庄市土壤耕层养分现状及调控

2008年石家庄市土壤养分调查表明,全区土壤养分含量整体处于中等水平,与第二次土壤普查结果比,土壤有机质、全氮、碱解氟舍量均有所提高,有效磷提高幅度较大,速效钾含量呈下降趋势,全市氮磷钾肥投入逐年增加,但投入结构不合理,产投比失调。增施有机肥、大力推广秸还田、调整化肥投入比例、提高肥料利用率、实行有机无机相结合的培肥措施、改善施肥方法,是调控土壤肥力的有效途径。     

新疆天山高寒草甸不同植被群落类型地下生物量、土壤有机碳垂直分布特征研究

以新疆天山中段高寒草甸为研究对象,分析了高寒草甸不同植被群落类型地下生物量、土壤有机碳（SOC）的垂直分布特征。结果表明：地下生物量随深度增加均逐渐减少,表现为总的T字形趋势分布,主要分布在0～10cm深的土层中,95％～98％根系分布在0～5Ocm内。不同草甸类型的土壤有机碳含量均随深度的增加呈现下降趋势,表现为总的T字形趋势分布。土壤有机碳含量分布明显深于根系的分布深度,三种草甸类型0～20cm土壤有机碳含量分别为34％、58％、49％。     

长期施肥对农田黑土微生物群落的影响

研究不同磷肥处理农田黑土基本理化性质、磷脂脂肪酸、酸（碱）性磷酸酶、微生物量碳或氮等变化规律。结果表明,有机肥-化肥配施明显提高土壤有机质、总氮以及速效氮、磷、钾等养分含量,进而促进微生物量碳、微生物量碳/有机质比值、磷酸酶活力以及各菌群磷脂脂肪酸含量显著增加。长期氮磷钾配施土壤有机质活性严重退化、不利于土壤微生物生长,而单施磷肥或氮磷肥配施对微生物活力与结构影响较小。有机肥处理中单烯不饱和/饱和脂肪酸比值>1,远高于其他化肥处理,可用来指示有机质质量与可用性;而支链/单烯不饱和脂肪酸与单烯不饱和/饱和脂肪酸比值呈极显著负相关,表明G+菌对养分胁迫抗性强于G-菌。磷脂脂肪酸PCA表明,有机肥与化肥处理微生物群落结构显著不同。个别脂肪酸载荷值分析表明,真菌受无机肥施用影响显著;而G+菌更易受有机肥影响。     

东台市海岸滩涂土壤有机碳的时空变化

海岸滩涂是一种特殊的土地利用类型,土壤有机质含量较低,固碳能力巨大。对海岸滩涂土壤有机碳时空变化规律进行研究,对于了解土壤碳库源汇转化、调节气候变化,具有重要的现实意义。本文应用地统计学与地理信息系统相结合的方法,结合《江苏省海岸线变迁图》,研究了东台市海岸滩涂近6000年以来不同土层(0～5cm、5～10cm、10～20cm、20～30cm、30～40cm、40～60cm、60～80cm、80～100cm、0～100cm)土壤有机碳含量的时空变化特征。结果显示:(1)研究区土壤有机碳平均含量变化范围为(2.01～10.16)g/kg;(2)不同土层土壤有机碳呈现出强烈的空间自相关、中等强度的自相关以及恒定变异;(3)根据普通克里金插值结果,堤西地区的水稻土有机碳含量介于(5.75～16.87)g/kg,堤东地区的潮盐土有机碳含量介于(1.12～4.70)g/kg之间;(4)各剖面深度土层土壤有机碳含量呈现随土壤年代的更新而递减的条带状变化特征,并伴有局部化、斑块化等特征;(5)千年尺度下土壤有机碳含量年均变化值约为0.0017g(/kg?年),百年尺度下约为0.0055g(/kg?年),十年尺度下约为0.0048g(/kg?年)。该文研究表明,东台市海岸滩涂土壤有机碳含量随着围垦年限的减少、土层深度的增加而呈现递减趋势,并存在一定的时空变异性。     

高寒草甸不同群落类型土壤碳分布与物种多样性、生物量关系

利用2003年-2005年中国科学院海北站不同群落类型草地和土壤的实测资料,研究了高寒草甸不同群落类型土壤有机碳、微生物量碳的分布特征与物种多样性、生物量的关系。结果显示:不同群落类型物种多样性随土壤有机碳、微生物量碳的增加而降低;群落生物量随着土壤有机碳、微生物量碳含量的增加而增加;不同类型草地土壤中,藏嵩草沼泽化草甸不同土层土壤微生物量碳和土壤有机全碳均显著高于其它三个类型草地各层的土壤微生物量碳、土壤有机全碳(P0.01),4种群落类型土壤剖面上土壤有机碳和微生物量碳随土层深度的增加而降低,同一土层、不同群落类型土壤有机碳和微生物量碳存在明显差异;相关分析表明,土壤有机碳和土壤微生物量碳与有机质、全氮呈显著相关,土壤有机碳和土壤微生物量碳含量可作为衡量土壤肥力和土壤质量变化的重要指标。不同类型草地其最初的植物群落物种组成、生产力水平和土壤养分条件影响着土壤微生物生物量、组成和活性。     

Climate and litter C/N ratio constrain soil organic carbon accumulation

Soil organic carbon (SOC) plays critical roles in stabilizing atmospheric CO₂ concentration, but the mechanistic controls on the amount and distribution of SOC on global scales are not well understood. In turn, this has hampered the ability to model global C budgets and to find measures to mitigate climate change. Here, based on the data from a large field survey campaign with 2600 plots across China''s forest ecosystems and a global collection of published data from forested land, we find that a low litter carbon-to-nitrogen ratio (C/N) and high wetness index (P/PET, precipitation-to-potential-evapotranspiration ratio) are the two factors that promote SOC accumulation, with only minor contributions of litter quantity and soil texture. The field survey data demonstrated that high plant diversity decreased litter C/N and thus indirectly promoted SOC accumulation by increasing the litter quality. We conclude that any changes in plant-community composition, plant-species richness and environmental factors that can reduce the litter C/N ratio, or climatic changes that increase wetness index, may promote SOC accumulation. The study provides a guideline for modeling the carbon cycle of various ecosystem scales and formulates the principle for land-based actions for mitigating the rising atmospheric CO₂ concentration.     

我国长期定位施肥试验与农业可持续生产

土壤肥料长期定位试验能揭示农业生态系统长期的变化趋势, 对探索农业可持续性有重要的指导意义。文章在简述我国农田土壤肥料长期试验网络基础上, 从土壤有机质演变、作物产量变化、土壤酸化机制、土壤生态功能演变以及施肥的环境效应等方面, 详细阐述了30 余年长期试验所取得的成果, 并对存在的问题进行剖析和展望未来发展, 以期推动我国土壤质量特别是土壤肥力演变研究, 提升国家耕地质量和农业生产可持续性。     

有机物料对高产稻区土壤肥力影响的研究

对高产稻区土壤在氮、磷、钾化肥高水平施用条件下,投入有机物料后对土壤肥力及其产量的影响作了探讨.研究结果表明:增添有机物料后不仅使土壤有机质、速效磷、速效钾含量增加,而且对土壤的团聚水平、团聚度和结构稳定性、通气孔隙、水容量等的土壤物理性状有显著提高;土壤内在的自动调控性能增强,其抗逆性也增加.而单施化肥区土壤有机质略有下降,速效磷增加.速效钾却亏缺.尽管单化区土壤团聚水平、团聚度比试前土壤有所增加,但孔隙水平仍与试前土壤基本类似.所以土壤内在的自动调控性能和土壤的抗逆性均不及稻厩,麦厩区.因此在灾年(多雨)是稻厩、麦厩区产量较单化区分别高10.60％和14.23％,而在正常年景其产量却无明显差异,这可能与高水平化肥施用有关.     

水泥生产的碳排放因子研究进展简

水泥生产是除化石能源以外碳排放的重要来源。中国是世界上水泥产量最大的国家,水泥生产的碳排放问题不容忽视。2011年,中国水泥产量为20亿t占世界总产量的58.8%。中国水泥生产碳排放占世界水泥排放的比重增至60.6%,与此同时,水泥排放占中国碳排放总量的比重也增至11.3%。当前,国际默认的水泥生产碳排放因子已不能满足中国碳排放核算的需求。加强中国水泥生产碳排放因子计算方法研究,对科学、准确核算中国水泥生产的碳排放具有重要现实意义。本文在系统梳理政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel onClimate Change,IPCC）、世界可持续发展工商理事会（World Business Council for Sustainable Development,WBCSD）水泥可持续发展自愿性协议（Cement Sustainability Initiative,CSI）即WBCSD/CSI 和中国建筑材料研究总院（ChinaBuilding Materials Academy,CDMA）水泥生产碳排放因子核算边界、计算方法基础上,对上述计算方法进行了比较,在辨析参数选择、不确定性差异的基础上揭示了水泥生产的碳排放因子的影响因素,讨论了各种计算方法在中国的适应性,为未来中国水泥生产的碳排放因子计算方法的选择及构建奠定了基础。     

中国碳排放量测算及影响因素分析

研究碳排放问题首先需要对碳排放量进行估算。本文首先根据国家、地区、行业不同的能源消费特征和可利用的统计数据,提出了不同层次的碳排放量测算方法,并估算了全国、各个行业、各省市区的碳排放量。基于指数分解方法的特点,利用碳排放的完全指数分解方法——对数平均Divisia指数(LMDI法)定量分析了中国1995年-2007年碳排放变化的影响因素和贡献率,影响因素包括4种,即经济规模效应、结构效应、能源强度效应和碳强度效应。分解模型结果表明,不同时期这4种效应对碳排放变化的贡献率是不同的,1995年-2007年对碳排放增加影响最大的因素是经济发展。结果也提醒国家需要对这一时期内的产业政策、能源发展措施等方面进行反思。     

中国人口发展对家庭生活基本能耗及碳排放的影响分析

人口发展是影响家庭生活基本能耗及碳排放的重要因素,而生活用能作为终端能源消费对总能源的消费结构、供求关系和节能减排具有重要影响。本文基于STIRPAT模型,运用中国1997-2010年30个省份的动态及静态面板数据模型,分析了城镇化进程中不同地区人口发展与家庭生活基本能耗及碳排放的关系。结果表明,人均消费水平成为导致家庭生活基本能耗和碳排放升高主要的影响因子,而提高电力使用百分比和城镇化率抑制其增长。老龄化率及家庭规模在城镇化过程中对家庭生活基本能耗及碳排放的影响有着不同的作用。     

林火碳排放的影响与减缓对策

2002—2020年,全球野火每年约排放73.2亿吨二氧化碳（CO₂）,为化石燃料排放CO₂的18.5%;其中,林火碳排放约占野火碳排放20%左右（15亿吨CO₂）。近年来,随着气候变化和人类活动加剧,林火释放的CO₂呈增加趋势。例如,2023年5月以来的加拿大林火,截至8月29日已累计排放12.68亿吨CO₂。我国在实现森林面积和蓄积量“双增长”的背景下,自2010年以来林火发生次数和面积显著减小,为减少林火碳排放、应对全球气候变化作出了重要贡献。鉴于林火已成为不可忽视的温室气体排放源,需要建立全面、客观、公正的碳排放监测与计量系统,兼顾人类活动（如化石燃料排放、工业排放）和自然林火碳排放;特别是通过采取减少林火发生频率、降低火灾强度等有效手段,降低林火碳排放。针对极端林火预测和防控的世界性难题,急需构建林火风险识别、预警-预测和防控技术体系,并加强林火过程碳排放研究,建立更加科学、全面、自主可控的碳核算体系。     

大气14CO2观测：碳排放评估的新方法

我国作为碳排放大国,面临着碳达峰、碳中和（以下简称“双碳”）目标任务和国际碳减排压力。因此,准确的碳排放数据对于评估“双碳”目标和国际履约非常重要。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）报告推荐将二氧化碳（CO₂）观测与大气反演结合来“自上而下”地校验“自下而上”的碳排放清单,并指出加入大气¹⁴CO₂观测可以更准确地校验碳排放清单。放射性碳同位素（ ¹⁴C）是化石源CO₂最准确的示踪剂,已被国际社会广泛推荐用于碳排放评估。文章基于大气¹⁴CO₂观测的国际发展趋势和国内的紧迫状况,建议加大支持力度,建立大气¹⁴CO₂观测网络;开展培训,统一相关标准,积极参与国际交流;尽快开展¹⁴CO₂观测与大气反演相结合的研究。以此使我国的碳排放研究水平与国际接轨,并提高碳排放数据的可靠性,进而服务国家的“双碳”目标和气候外交谈判。