施用生物炭和秸秆还田对农田温室气体排放及增温潜势的影响

【目的】农业生态系统增温潜势是影响全球气候变化的重要部分。本研究通过田间试验明确施用生物炭和秸秆还田对农田增温潜势的影响,以期为减缓气候变化和农业废弃物资源化利用提供理论依据。【方法】在山东省桓台县农业生态系统试验站的冬小麦-夏玉米轮作农田中开展了3年田间定位试验,试验共设置4个处理:①对照(CK);②施用生物炭9.0t·hm^(-2)·a^(-1)(C);③全量秸秆还田(S);④秸秆还田配施9.0 t·hm^(-2)·a^(-1)生物炭(CS)。4个处理均施等量的氮磷钾化肥,其中氮肥为尿素,用量为200 kg·hm^(-2)·a^(-1),磷肥为过磷酸钙,用量为55 kg·hm^(-2)·a^(-1),钾肥为硫酸钾,用量为40 kg·hm^(-2)·a^(-1)。采用静态暗箱-气相色谱法测定各处理温室气体(CO_(2)、N_(2)O和CH_4)的排放通量并计算净全球增温潜势(NGWP)和温室气体排放强度(GHGI),分析连续施用生物炭和秸秆还田对农田温室气体排放及增温潜势的影响。【结果】(1)综合3年的温室气体排放情况,与CK处理相比,S和CS处理的年平均生态呼吸排放量(Re)分别增加了47.8%和67.9%(P<0.05);C处理的年平均N_(2)O累积排放量降低了20.3%(P<0.05),而S和CS处理的N_(2)O年平均累积排放量分别增加了23.6%和41.4%(P<0.05)。(2)与CK处理相比,C、S和CS处理的土壤有机碳年平均变化量(ΔSOC)均有显著增加,其中CS处理增幅最大,增加了150.6%(P<0.05)。与第1年相比,C、S和CS处理第3年的ΔSOC均有显著增加(P<0.05),分别增加了21.7%、20.8%和17.8%。各处理的NGWP和GHGI均存在显著差异,与CK相比,C、S和CS处理的年平均NGWP分别降低了163.5%、171.7%和273.0%(P<0.05),与第1年相比,C、S和CS处理第3年的NGWP均有显著降低(P<0.05),分别降低了73.4%、58.8%和54.7%。与CK相比,C、S和CS处理的年平均GHGI分别降低了236.2%、253.3%和388.9%(P<0.05),C、S和CS处理第3年的GHGI较第1年分别降低了126.3%、98.2%和108.6%(P<0.05)。就产量而言,C、S和CS处理的作物产量保持相对稳定,有轻微增长,但与CK相比无显著差异。【结论】与单施化肥相比,在施化肥的基础上添加生物炭、秸秆还田、秸秆还田配施生物炭的措施均能够在不影响作物产量的前提下抑制增温潜势,其中秸秆还田配施生物炭能够最大程度地降低农田增温潜势,因此秸秆还田配施生物炭是增加农田固碳、缓解气候变化的一项有效措施。

中国农业源非CO_(2)温室气体排放核算

中国作为传统的农业大国,高消耗、高投入、高需求的农业发展模式推动着中国农业非CO_(2)温室气体排放总量持续增长。农业源非CO_(2)气体以极具增温潜势的CH_(4)和N_(2)O为主,控制农业源非CO_(2)温室气体排放是我国实现农业绿色发展和“双碳”目标的重要环节。我国农业系统非CO_(2)温室气体核算尚处于不断探索完善的过程之中,在估算方法、模型参数等方面还未形成一套完整和公认的体系。研究参考IPCC分类法建立了适用于中国农业系统的,包括种植业、畜牧业和农业废弃物的农业非CO_(2)温室气体排放核算体系。以2020年为基准对中国农业温室气体排放情况进行了核算。结果显示,我国农业系统非CO_(2)温室气体排放总量为62801.68万t CO_(2)-e,CH_(4)是农业系统排放贡献最大的温室气体。我国农业系统温室气体排放类型具有明显的空间分异特征;西北、华北、西南以畜牧业温室气体为主导,华东、华南地区以种植业为主导,东北、华中地区较为特殊,主导类型相对复杂;农业废弃物排放主要分布在东北、华东地区。研究所构建的温室气体核算体系可充分体现我国农业温室气体排放现状,体现各省域农业温室气体排放结构,有利于各区域制定有针对性的农业规划政策,可为降低我国农业温室气体核算研究中的不确定性、为碳中和实现过程中明确农业系统的温室气体贡献提供方法支持与数据基础。

种植模式协同秸秆管理对稻田温室气体排放的影响

在浙江省嘉善县选取1.3 hm^(2)稻田,设置节水旱管+秸秆还田/不还田与普通淹灌+秸秆还田/不还田2种种植模式4个处理组(以下简称节水还田、节水不还田、普通还田、普通不还田),采用静态箱-气相色谱法获取28批次336个稻田甲烷(CH_(4))和氧化亚氮(N_(2)O)排放数据,同时结合土壤颗粒有机碳(POC)等6个环境因子12个样品分析结果,探究种植模式协同秸秆管理对稻田温室气体排放特征的影响。结果显示:1)CH_(4)累计排放量依次为普通还田>普通不还田>节水还田>节水不还田,N_(2)O累计排放量为普通还田>节水不还田>节水还田>普通不还田。全球增温潜势(GWP)与温室气体排放强度(GHGI),普通还田最高,分别为7696.03 kg/hm^(2)(以CO_(2)计,全文同)、0.97 kg/kg;节水不还田最低,分别为2110.12 kg/hm^(2)、0.21 kg/kg。2)最小显著差异法分析结果表明,各处理组之间CH_(4)累计排放量存在显著差异。据Pearson相关性分析结果,CH_(4)累计排放量与POC含量呈极显著正相关(P<0.01),与微生物碳含量呈显著正相关(P<0.05);N_(2)O累计排放量则与硝态氮(NO_(3)^(-)-N)含量呈显著正相关(P<0.05),GWP、GHGI与POC含量呈极显著正相关(P<0.01)。3)种植模式与秸秆管理均对CH_(4)累计排放量有极显著影响(P<0.01),二者交互作用对CH_(4)累计排放量、N_(2)O累计排放量有显著影响(P<0.05)。研究表明,水稻节水旱管种植协同秸秆还田措施是一种气候友好型的高产经济种植模式,既可保证粮食安全,降低秸秆离田成本,对于减缓全球温室效应也具有积极作用。

添加生物质炭对大青山油松林土壤温室气体通量的影响

为明确添加生物质炭对大青山油松林土壤温室气体排放及土壤理化性质的影响。通过室内培养试验,向人工林地土壤中添加不同比例生物炭,添加比例分别为CK(0)、B1(1%)、B2(3%)、B3(5%)、B4(8%)5个处理,添加量分别为0、5、15、25、40 g。培养48 d,采集不同培养时间(0、0.5、1.0、1.5、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0、15.0、20.0、25.0、32.0、40.0、48.0 d)的气体样品,测定温室气体排放量,在培养结束后采集土壤样品。结果表明:在0.5~3.0 d内施加各比例生物质炭均促进土壤CO_(2)排放,从第4.0 d开始,施加各比例生物质炭均对土壤CO_(2)排放起抑制作用。施加各比例生物质炭均显著降低了CO_(2)的累计排放量。施加各比例的生物质炭对土壤CH4排放通量均有抑制作用,其中施加8%生物质炭(B4处理)对CH4排放的抑制作用最明显。随着施入生物质炭比例的增大,土壤对CH4的累计吸收量也显著增加。0~1.5 d,施入生物质炭对大青山油松林土壤N_(2)O排放有促进作用,在3.0~15.0 d时则起抑制作用。1%、3%的生物质炭添加量(B1及B2处理)降低N_(2)O排放量,5%和8%的生物质炭添加量(B3及B4处理)增加N_(2)O排放量。添加生物质炭显著提高大青山油松林土壤pH、全氮、全磷、有机碳、有机质,且生物质炭施加比例越大土壤pH的增加幅度越大。

牛舍各种温室气体减排控制研究

温室气体指能够吸收地球大气层中长波辐射并导致大气温度升高的气体,其中二氧化碳、甲烷、氧化亚氮和氟气等是对气候变化影响最为突出的气体。畜牧业产生的温室气体排放量占全球排放总量的比例较大,因此,为减少畜牧业对气候变化的影响,控制牛舍的温室气体排放尤为重要。目前,控制牛舍温室气体排放的主要途径有两种方法:通过改善畜牧业生产方式和管理模式以减少温室气体产生;通过技术手段控制温室气体的排放。文章阐释了牛排出的温室气体在舍内的毒性作用,着重分析了影响温室气体排放的相关因素及其控制方法,从饲料成分及添加剂调控、舍内环境安置吸附剂、舍外环境优化等角度出发探讨了多种牛舍温室气体减排控制措施,剖析现有技术的优势与存在的问题,为推动环境友好型、可持续发展的科学畜禽养殖实践提供参考。

不同热解温度稻壳生物炭对羊粪堆肥腐熟度及温室气体排放的影响

为优化羊粪堆肥腐熟度与温室气体减排协同的技术工艺参数,以2种不同热解温度制备的稻壳生物炭为堆肥辅料,与羊粪、食用菌渣混合,进行了43 d的堆肥试验。设置了3个处理,羊粪与食用菌渣质量比9∶1混合体作为预备物料,在预备物料上分别添加450、650℃热解的稻壳生物炭(占预备物料质量百分比15%)为BC450、BC650处理,在预备物料上添加未热解炭化的稻壳(与稻壳生物炭同等体积)为CK处理。监测了堆肥温度、腐熟度指标(NH_(4)^(+)-N/NO_(3)^(-)-N、EC值、种子发芽指数)、温室气体(CH_(4)、CO_(2)、N_(2)O)排放的变化动态,分析了不同热解温度稻壳生物炭对堆肥腐熟度与温室气体减排的协同效果。结果表明:添加450、650℃热解的稻壳生物炭,缩短了堆肥体NH_(4)^(+)-N/NO_(3)^(-)-N、T值、EC值及种子发芽指数达到腐熟度推荐值的所需时间,与CK处理相比,BC450、BC650处理的腐熟周期分别缩短了15.0%、32.5%;羊粪堆置43 d后,BC450、BC650处理的综合温室效应较CK处理分别显著降低了6.56%、24.36%,且BC650处理综合温室效应比BC450处理显著降低了19.05%(P<0.05);添加稻壳生物炭对羊粪堆肥腐熟度及温室气体减排具有协同促进作用,建议优选650℃制备的稻壳生物炭。

控释掺混肥对麦玉轮作体系农田温室气体排放和硝态氮残留的影响

为阐明控释肥对冬小麦-夏玉米轮作体系作物产量、温室气体排放和硝态氮残留的影响,该研究以郑单958(夏玉米)和济麦22(冬小麦)为供试材料,设不施氮对照(CK)、常规施氮(FFP)、优化施氮(OPT)、含30%控释尿素的控释掺混肥(夏玉米)和含50%控释尿素的控释掺混肥(冬小麦)(CRBF1)、含50%控释尿素的控释掺混肥(夏玉米)和含70%控释尿素的控释掺混肥(冬小麦)(CRBF2)共5个处理,对比分析了不同处理的冬小麦、夏玉米及周年产量、温室气体排放和土壤硝态氮残留的差异。结果表明,施氮可显著提高麦玉轮作系统单季和周年作物产量(P<0.05)。与FFP相比,CRBF1和CRBF2处理的夏玉米、冬小麦和周年产量分别提高了1.4%~3.0%、1.9%~3.4%和1.6%~3.1%(P>0.05)。施氮显著增加了麦玉轮作体系的土壤N_(2)O和CO_(2)的周年排放(P<0.05)。CRBF1和CRBF2处理的土壤N_(2)O周年排放总量较FFP处理显著降低了27.7%~34.6%(P<0.05)。施氮显著增加了麦玉轮作体系的周年全球增温潜势(GWP)(P<0.05)。CRBF1和CRBF2处理的周年GWP较FFP处理降低了4.2%和5.7%,其中CRBF2处理差异显著(P<0.05)。施氮降低了麦玉轮作体系的周年温室气体排放强度(GHGI)。CRBF1和CRBF2处理的周年GHGI较FFP处理降低了5.6%~8.6%(P>0.05)。与FFP相比,CRBF1和CRBF2处理的100~200 cm土层硝态氮残留降低30.6%~34.3%(P<0.05),减少了硝态氮淋失风险。综上所述,控释掺混肥在稳定作物产量、减少温室气体排放和土壤硝态氮残留方面具有积极作用,研究结果可为麦玉轮作体系的轻简高效氮肥管理提供数据支持和理论支撑。

不同碳氮比牛粪对基质化堆肥中温室气体排放和理化性质的影响

研究不同碳氮比(C/N)牛粪在基质化利用时,堆肥过程对温室气体排放及基质理化性质的影响,为畜禽粪便的低碳化利用提供依据。以牛粪为主料、木屑为辅料,设置初始C/N分别为20、30、60的3个处理(C/N20、C/N30、C/N60),通过定期翻堆的高温好氧堆肥及腐熟物免复配、直接育苗试验的方法,监测堆肥体的CO_(2)、CH 4、N 2O等温室气体排放,研究不同碳氮比对堆肥体的总温室效应、腐熟后基质的理化性质、萝卜育苗生长特性的影响。结果表明,所有处理均能在35 d内完全腐熟,初始C/N显著影响牛粪堆肥中温室气体排放,整个堆肥期间的平均排放速率及累计排放量为C/N30>C/N20>C/N60,C/N30、C/N20、C/N60的总温室气体排放量(以CO_(2)当量计)分别为367.0、471.7、79.9 g/kg,C/N30、C/N20的总温室气体排放量以CO_(2)、CH 4为主,2种气体占比分别为44.0%~47.3%、44.0%~52.4%,而C/N60以CO_(2)产生温室效应占总量的99.80%。C/N20、C/N30处理腐熟后的容重、总孔隙度、通气孔隙度、大小孔隙比、pH值、EC值等基质理化性质指标均与草炭复合基质(商品对照)无显著差异,并优于C/N60。C/N20、C/N30堆肥体腐熟后用于萝卜育苗的出苗率、单株鲜重、散坨率均优于C/N60。C/N20、C/N30的基质理化及育苗性质指标差异不大,但C/N20较C/N30减少总温室气体排放22.2%。采用牛粪堆肥制备蔬菜育苗基质,建议堆肥的初始C/N为20,既减少温室气体排放,又可提高育苗质量,是一种可完全替代草炭复合基质的绿色低碳废弃物利用方式。

温室气体管控纳入化工园区规划环评的技术方法探索和实证研究

《中共中央国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》中明确提出“将温室气体管控纳入环评管理”,温室气体管控纳入环评已成为深入推进碳达峰行动的重要举措。产业园区是控制污染物和温室气体排放增量的重要载体,是推进减污降碳源头防控的重要抓手。该研究重点围绕协同减污降碳优化规划方案这一关键问题,探索产业园区规划环评中开展温室气体评价的技术方法,并以某石化园区为例开展了实践探索。为了在环评中科学、合理地分析和评价温室气体减排潜力,从两方面探索评价技术方法:一是温室气体与大气耦合评价方法,开展温室气体评价重点排放设施能效分析,结合大气评价中空气质量目标改善要求和初步模拟预测结果,联合提出淘汰高耗低效热源设施、分阶段推进清洁能源替代的规划调整建议;二是研究创新温室气体评价和循环经济分析紧密结合的环评方法,遵循化工园区协同、合作、共享的一体化设计理念和循环经济理念,以资源循环降碳、能效提升降碳为目标,充分发挥化工园区碳固定、碳消纳的天然优势,促进园区内产业链协同。实证研究表明:①通过全面识别园区减污和降碳的关键环节,以“提效-控煤”为主线,温室气体评价与大气评价联合提出热源点整合方案;聚焦园区CO_(2)资源化利用、能源梯级利用,推动两家企业6套装置实施CO_(2)回收,并实施聚碳酸酯、碳酸乙烯酯等CO_(2)产业链利用项目,将零散企业余热资源统一纳网,实现余热余压利用,很好地验证了前述技术方法的可行性,以及温室气体评价对能源规划方案和产业循环经济方案的优化调整作用。②基于现行产业园区环评的评价技术流程,采用全过程纳入模式,提出了温室气体全过程评价技术框架,即现状评价“挖潜力”、规划分析“融理念”、影响识别“定目标”、影响评价“评趋势”、方案论证“明措施”、调整建议“优方案”。此外,对未来研究提出展望,一是增强污染防治与气候治理的协同性,二是关注难以量化的新排放源和非二氧化碳温室气体,三是结合不同园区面临的能源转型和环境目标压力,形成差异化的温室气体减排方案。该研究提出的技术框架和评价方法为优化化工园区环评源头管控作用起到有力支撑,具有重要的现实意义。

豫东沙土农区杨树-农作物复合生态系统中温室气体排放的研究

为了探讨农林复合系统农田土壤温室气体排放的贡献率,在豫东沙区杨树—农作物复合生态系统中选取了2种典型的防护林网密度——大网格BT(防护林间距1000 m×1000 m)、小网格ST(防护林间距200 m×200 m),并用周边5~10年生的人工纯林地作对照,采用静态箱—气相色谱法对不同防护林网密度的杨树—农作物复合生态系统中土壤温室气体(CO_(2)、N_(2)O、CH_(4))季节排放通量进行田间原位测定。结果表明:豫东农区农田土壤是CO_(2)、N_(2)O的排放源、CH_(4)的吸收汇。不同农林复合模式对土壤温室气体的排放或吸收的强度都有不同的特征,大网格、小网格、林地土壤CO_(2)日排放通量均在7月达到最大值,分别为1163.17、1005.91、923.53 mg/(m^(2)·h);大网格的土壤N_(2)O日排放通量在7月达到最大值,小网格和林地则在8月达到最大值,土壤N_(2)O排放通量为4.29~313.28μg/(m^(2)·h);3种模式下土壤CH_(4)的吸收峰值均在7月达到最大值,其中大网格的吸收峰值最大,为4.41 mg/(m^(2)·h)。不同农林复合经营模式通过影响土壤、空气温度和湿度等来影响农田土壤温室气体排放,其中增温干燥强化了土壤CO_(2)和N_(2)O排放源的特征,但同时也增加了土壤作为大气CH_(4)吸收汇的功能,大网格、小网格、林地的全球增温潜势(GWP)分别为1.50×10^(5)、1.03×10^(5)、0.885×10^(5)kg C/hm^(2),单位面积GWP值以林地的最小、大网格的最大。总的来看,适当增加防护林网密度有利于减少农林系统的增温潜能。

上海市典型城镇污水处理厂温室气体排放特征研究

以上海市2家典型城镇污水处理厂Ⅰ和Ⅱ为例,核算近年来因直接排放和间接排放产生的碳排放量。污水厂Ⅰ和Ⅱ的碳排放主要来自于对N污染物的处理,分别占总碳排放的61.36%、46.18%;污水厂Ⅰ电耗产生的碳排放从2015年到2022年翻了一番,污水厂Ⅱ电耗产生的碳排放占比达45.20%。2家污水厂单位进水的总排放强度分别为1065.02、1110.26 g CO_(2)eq/m^(3),与国内某些厂相比属较高水平;与IPCC缔约国相比,2座厂人均碳排放强度分别为1.76、1.93 kg CO_(2)eq/人,属较高水平。此研究运用指南进行核算,有助于了解上海污水厂碳排放基本情况,进而细化核算方法、完善排放因子,是减污降碳、实施双控的基础工作。

粪肥还田模式对麦田温室气体和氨排放及土壤固碳的影响

为明确不同类型粪肥还田和水稻秸秆还田对麦田温室气体和氨排放及土壤固碳量的影响,本研究设置化肥+水稻秸秆还田、堆肥配施化肥+水稻秸秆还田、沼液配施化肥+水稻秸秆还田、粪浆配施化肥+水稻秸秆还田和沼液配施化肥+水稻秸秆离田5种处理,分析不同粪肥还田模式对麦田碳氮气体排放、全球增温潜势(GWP)、净全球增温潜势(NGWP)和土壤固碳量的影响。结果表明:粪肥还田处理的累积CO_(2)、CH_(4)、N_(2)O、NH_(3)排放量较化肥+水稻秸秆还田处理基本都有不同程度的增加。不同处理麦田GWP均以N_(2)O排放为主,贡献率为67.4%~74.9%,其中粪浆配施化肥+水稻秸秆还田处理的GWP最高。堆肥配施化肥+水稻秸秆还田处理的麦田NH_(3)累积排放量和气态氮(NH_(3)-N和N_(2)O-N)排放总量最大。沼液配施化肥+水稻秸秆还田处理麦田的GWP和耕层土壤固碳量分别比沼液配施化肥+水稻秸秆离田处理增加20.6%和2.87倍,NGWP由正转负。与化肥+水稻秸秆还田处理相比,粪肥配施化肥+水稻秸秆还田处理可以大幅提高麦田耕层土壤固碳量,且NGWP为负值,其中,粪浆配施化肥+水稻秸秆还田模式的效果最好。本研究结果可为粪肥利用和农田减排固碳提供依据。

双碳目标下中国农食系统温室气体排放结构、发展趋势及国际比较

【目的】从全产业链的视角,开展农食系统温室气体排放特征、结构和趋势分析,助力我国低碳战略的有效推进。【方法】基于联合国粮农组织最新的统计数据,利用统计分析法、比较分析法以及情景分析法,分析1990—2020年中国与美国、西欧、印度、巴西等主要经济体以及全球水平的农食系统温室气体排放的趋势特征和结构特征,并分情景(基准情形,温控目标2℃情形,温控目标1.5℃情形)、分环节对中国2050年农食系统温室气体排放量做出预测,在此基础上提出减排的重点领域和实现路径。【结果】中国是上述主要经济体中人均农食系统温室气体排放唯一增长显著的经济体,但人均排放水平远低于发达经济体。预计未来随着工业化进程的完成、能源行业低碳化的推进以及农业生产环节减排难度的增加,中国农食系统温室气体排放在全社会总排放中的占比将呈先下降后上升的趋势。其中,食品消费环节是中国农食系统温室气体排放增长最快的环节,农业生产环节的排放比重虽然在下降,但仍然是农食系统温室气体排放占比最大的环节。不同于其他主要经济体肠道发酵排放占比明显偏高的特征,中国的农业生产温室气体排放呈现肠道发酵、水稻种植、化肥施用以及能源利用“四分天下”的局面。【结论】未来减排的着力点应放在制定综合性农食系统碳中和战略、能源结构的低碳化、促进食物消费结构转变以及推进市场化减排等方面。

碳氮添加对淹水农田黑土温室气体排放的影响

为探究外源碳氮添加对农田土壤温室气体排放的影响,以农田黑土为对象,在25℃和淹水条件下开展室内培养试验,研究外源碳(葡萄糖和乙酸)和氮(硫酸铵)添加对温室气体排放的影响。结果表明,淹水条件碳氮配施显著降低了土壤硝态氮含量,以氮肥配施葡萄糖处理效果更明显。与不施肥的对照处理相比,单施氮肥处理对CO_(2)排放速率无显著影响;与单施氮肥处理相比,碳氮配施显著提高了CO_(2)的排放速率,氮肥配施葡萄糖处理和氮肥配施乙酸处理的CO_(2)累积排放量分别为单施氮肥处理的3.93和2.44倍。与不施肥的对照处理相比,单施氮肥显著增加了N_(2)O排放速率,其累积排放量是对照处理的3.60倍;与单施氮肥处理相比,氮肥配施葡萄糖处理仅在第1天对N_(2)O排放速率有显著促进效果,培养期间N_(2)O累积排放量与单施氮肥处理无显著差异;氮肥配施乙酸处理对N_(2)O排放速率的促进效果持续了5 d,其N_(2)O累积排放量是单施氮肥处理的3.58倍。与不施肥的对照处理相比,单施氮肥处理对CH4排放速率无显著影响;与单施氮肥处理相比,碳氮配施显著促进了培养后期CH4的排放速率和累积排放量,但氮肥配施葡萄糖和氮肥配施乙酸处理之间无显著差异。上述结果表明,在短期淹水条件下,葡萄糖和乙酸的存在可能会促进农田黑土温室气体排放。本研究结果可为黑土温室气体排放评估提供理论依据。

人工湿地温室气体排放影响因素及相关作用机制研究进展

概述了人工湿地的发展历史,分析了其温室气体排放研究现状,详细阐述了湿地类型、基质种类、进水C/N、植物种类及溶解氧浓度等对人工湿地温室气体排放的影响。在此基础上,综述了人工湿地温室气体减排的具体措施及其效果。最后,对人工湿地温室气体减排研究的发展方向进行了展望。

不同干扰强度高原鼠兔对高寒草甸土壤温室气体通量变化的影响

高原鼠兔通过取食植物、排泄粪尿及掘土等行为对土壤理化性质及土壤微生物产生广泛干扰,进而可能会影响高寒草甸土壤温室气体排放。本研究选择高密度组(H)、低密度组(L)、对照组(CK)3种鼠兔干扰强度的高寒草甸为研究对象,揭示温室气体排放速率对不同高原鼠兔干扰强度的响应规律及主要调控因素。结果表明,H组高寒草甸土壤CO_(2)排放速率为596.66 mg·(m^(2)·h)^(-1),显著低于CK组的695.45 mg·(m^(2)·h)^(-1)(P<0.05)。高原鼠兔干扰强度、地上生物量、土壤pH和土壤含水量是影响CO_(2)排放速率的主要调控因素。H组高寒草甸CH_(4)吸收速率为-43.46mg·(m^(2)·h)^(-1),显著低于L组的4.92mg·(m^(2)·h)^(-1)(P<0.05),H和L组高寒草甸N_(2)O排放速率分别为8.03、-2.39μg·(m^(2)·h)^(-1),均显著高于CK组的-16.69μg·(m^(2)·h)^(-1)(P<0.05)。土壤硝态氮和铵态氮含量、pH和含水量是影响CH_(4)吸收和N_(2)O排放的重要因素。因此,高原鼠兔干扰强度是影响温室气体排放速率的因素之一,进一步研究高原鼠兔对高寒草甸土壤温室气体排放速率的影响具有重要意义。

中国消耗臭氧层物质和含氟温室气体研究进展

消耗臭氧层物质(ODS)和含氟温室气体(F-GHGs)对臭氧层破坏和温室效应有重要影响,是应对全球环境和气候变化的相关国际公约致力减控的大气痕量卤代气体。ODS和F-GHGs的大气寿命长、浓度低、变化幅度小,同时来源广泛且新型替代物不断涌现,准确、全面、实时地监测其在大气中的浓度水平和变化特征在分析技术上有极大的挑战性,而估算ODS和F-GHGs的排放量、评估履约成效也是科学界和环境外交层面都十分关注的问题。中国自加入《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》以来,为全球ODS减排做出了卓越贡献,近年来也积极推动F-GHGs国际行动以在应对气候变化方面更好地发挥引领作用。本文从监测、大气浓度和排放等方面梳理了对中国ODS和F-GHGs相关研究成果。近十年来,中国氟氯烃和氢氟氯烃等受控物质呈现下降趋势,表明中国履约成效显著,而氢氟碳化物、全氟化物和含氯溶剂则表现出明显的增长趋势;分析了中国当前ODS和F-GHGs研究面临的问题与挑战,并对协同保护臭氧层和应对气候变化背景下可能关注的重点方向领域进行了展望。

污水处理温室气体产排机制与影响因素研究进展

污水处理设施因其规模庞大、广泛分布,既是重要的能源消耗者,又释放大量温室气体,其中包括CH4和氧化亚氮(N2O)。随着污染物排放标准的提高,污水处理碳排放将面临显著增长。对污水处理过程中温室气体产生和排放机制及其影响因素的全面审视,为推动环境友好型污水处理工艺的研发和应用提供了坚实的学术基础。深入理解温室气体排放机制及其可控制因素,有助于更有效地制定和实施技术和管理策略,以降低对气候环境的不良影响。理解温室气体产排机制与影响因素不仅能够满足不断加强的环保标准,同时为可持续城市水资源管理提供了科学支持。致力于研究和优化污水处理过程中的温室气体排放问题对于构建更加环保、可持续的城市水处理系统具有重要的学术和实践意义。

基于便携式悬臂梁麦克风光声光谱仪测定温室气体的方法研究

介绍了一套基于便携式悬臂梁麦克风光声光谱监测大气环境温室气体浓度的高灵敏系统,采用脉冲红外光源通过窄带光学滤光片,形成中红外区的多个光谱波段,结合光学悬臂梁麦克风技术,具有超高灵敏度,可去除背景气体干扰,实现同时监测多种气体。通过对温室气体浓度的测量,验证了甲烷(CH_(4))的方法检出限为0.226×10^(-6),二氧化碳(CO_(2))的方法检出限为2.624×10^(-6),其余的温室气体检出限最低为四氟化碳(0.052×10^(-6)),最高为三氟化氮(0.164×10^(-6))。同时验证了长期重复性,CO_(2)的1倍标准偏差为0.405 5,最大漂移量为1.775 6×10^(-6);CH_(4)的1倍标准偏差为9.162 0,最大漂移量为36.261 1×10^(-9);该仪器对CO_(2)的最大示值偏差为-0.04×10^(-6),CH_(4)的最大示值偏差为1.48×10^(-9)。温室气体的相对标准偏差均<2%;CO_(2)和CH_(4)的平均响应时间均为2 min 40 s;CO_(2)和CH_(4)的决定系数(R~2)均>0.999 9,CO_(2)拟合残差在±0.05×10^(-6)以内,CH_(4)拟合残差在±1×10^(-6)以内。

施肥对杉木林不同土层温室气体排放的影响

为深入研究深层土壤温室气体的迁移扩散特征,以亚热带杉木人工林为研究对象,设置施肥和不施肥2种处理,采用气体浓度梯度扩散法研究施肥对杉木人工林0~40 cm土层深度温室气体通量的影响,在此基础上结合土壤物理、化学和微生物指标的变化阐明影响不同土层温室气体通量的主导因子。结果表明:杉木人工林土壤是二氧化碳(CO_(2))与氧化亚氮(N_(2)O)的排放源,甲烷(CH_(4))的吸收汇;土壤排放的CO_(2)、N_(2)O通量和土壤吸收的CH_(4)通量均随着土壤深度的增加而降低,0~10 cm土层土壤排放的CO_(2)、N_(2)O通量和吸收的CH_(4)通量分别是30~40 cm土层气体通量的1.3、2.5和3.3倍;与不施肥处理相比,施肥显著抑制了各土层CO_(2)的排放与CH_(4)的吸收(P<0.05),施肥处理后杉木人工林土壤排放的CO_(2)通量降低了56.7%~77.5%,土壤吸收的CH_(4)通量降低了30.4%~57.8%,而且施肥对这两种气体排放的抑制作用分别在30~40 cm和20~40 cm土层中最明显;施肥显著降低了10~30 cm土层土壤排放的N_(2)O通量(P<0.05),其中10~20 cm土层土壤排放的N_(2)O通量降低最明显。施肥主要通过提高土壤湿度以降低土壤CO_(2)与N_(2)O的排放和土壤对CH4的吸收。