陆地生态系统土壤CO_(2)排放对模拟增温的响应特征及影响因素

全球变暖已经成为不争的事实,陆地生态系统碳循环的研究受到了各界广泛关注,是当前全球变化研究中的重点。土壤CO_(2)排放是陆地生态系统与大气间二氧化碳交换的最大通量之一,当前陆地生态系统中土壤CO_(2)排放如何响应全球气候变暖及其影响因素仍不清楚,限制了对土壤碳循环过程及影响机制的深入认识。旨在明确全球变暖背景下陆地生态系统中土壤CO_(2)排放格局及影响因素。基于Web of Science、PubMed和中国知网等中英文期刊数据库,充分收集全球范围内的相关野外试验文献81篇,提取出65个研究位置和213组相关研究数据,采用Meta分析方法探讨陆地生态系统土壤CO_(2)排放对增温的响应特征,分析其与海拔、气候、土壤含水量、容重(BD)、pH、全氮(TN)和土壤有机碳(SOC)的相关关系。结果表明:陆地生态系统中土壤CO_(2)排放对增温整体有显著的正向响应,在农、林、草生态系统中,增温使土壤CO_(2)排放分别显著增加13.1%、18.0%、5.9%(P<0.05),森林生态系统对增温响应的正效应最强烈;增温能在短时期内促进土壤呼吸,但随着增温持续时间增加,土壤呼吸对温度的敏感性会降低,对温度变化产生适应性,从而使其对增温的响应能力减弱;响应特征受到环境因子、土壤特性以及其他试验条件等的影响,绝大多数条件下对增温表现出显著的正响应特征,不同影响因子之间共同作用、相互影响。增温通常能够改变植物生物量、土壤养分含量及微生物数量和活性,从而影响到植被根际呼吸和土壤呼吸速率。相关分析表明,海拔对土壤CO_(2)排放有显著负向影响,而年均气温、年均降水量、土壤含水量和仪器嵌入土壤深度则对土壤CO_(2)排放产生显著正向影响。这些结果对于理解全球土壤CO_(2)排放的时空变化格局有重要意义,也为准确评价全球变暖背景下土壤碳汇功能及其持续性提供理论依据。

连续翻压黑麦草对豫中植烟土壤剖面CO_(2)日排放变化的影响

【目的】探究豫中烟区翻压黑麦草对烤烟生长过程中土壤呼吸速率、土壤剖面二氧化碳(CO_(2))日排放变化的影响及其与环境因子的关系,明确CO_(2)采集最佳观测时间。【方法】2021年在河南农业大学郑州科教园区设置2个处理(依托于长期定位试验),施氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾+种植并翻压黑麦草(NPKG),烟苗移栽后每隔30d测定烟田CO_(2)排放日变化过程。【结果】(1)0~10 cm地温与土壤呼吸速率均表现为昼高夜低的单峰或双峰形态。NPKG处理土壤呼吸速率显著高于NPK处理,9:00和21:00矫正系数最接近1且与日平均排放无显著差异。(2)随着土层加深,CO_(2)浓度升高,CO_(2)扩散通量降低,同层土壤NPKG处理CO_(2)浓度和扩散通量高于NPK处理。0、5、10和20 cm土层CO_(2)浓度和0~20 cm土层扩散通量有明显日变化特征,90 d时CO_(2)浓度较60 d降低。(3)土壤呼吸速率与0~20 cm土层CO_(2)扩散通量呈显著或极显著正相关关系。【结论】黑麦草翻压加快土壤呼吸速率、提高了各土层CO_(2)浓度和CO_(2)扩散通量。9:00左右和21:00左右为最佳取样时间段,5 cm和10 cm土层CO_(2)浓度和5~10 cm土层扩散通量与土壤呼吸速率日变化特征相似,3个取样日CO_(2)浓度以60 d最高,30 d次之。可根据土壤CO_(2)浓度预测土壤呼吸速率。

氮添加对森林土壤有机碳库固存及CO_(2)排放的影响研究进展

氮添加会引起土壤理化性质和养分有效性的改变。受此影响,森林植物的地上碳同化能力和地下碳分配格局也会相应地发生变化,总体表现为促进植物生长固碳,增加凋落物和植物根系沉积碳输入土壤,并改变上述植物源有机质的数量和化学成分。与此同时,土壤微生物的群落结构和生态功能也会受到氮添加的影响,由于土壤中的有机碳分解、转化和稳定等过程均受到微生物的驱动,因此,氮添加所引起的底物供应差异和微生物响应会影响森林土壤有机碳的矿化,并最终影响森林土壤有机碳库固存、稳定和CO_(2)排放。但目前关于氮添加对森林土壤有机碳库固存能力和CO_(2)排放特征的影响机制仍不清楚,为此,以森林土壤的碳循环过程为线索,综述了氮添加对底物供应、土壤有机碳激发效应、微生物碳代谢等过程的影响,并尝试梳理在氮添加影响下森林土壤有机碳分解、转化和稳定的微生物驱动机制。这有助于预测氮添加对森林土壤“氮促碳汇”的实际效果,以便研究人员在未来氮沉降日益严重背景下更好地预测森林土壤的碳循环特征,寻找提高森林土壤有机碳库固存能力和降低CO_(2)排放相关途径提供参考。同时,还分析了目前相关研究中存在的问题,并对该领域未来的研究热点进行了展望。

减氮对华北地区麦玉轮作农田土壤N2O排放调控机理

【目的】探究减氮对华北地区麦玉轮作农田土壤N2O排放调控机制。【方法】冬小麦季和夏玉米季均以不施氮为对照(CK),设置2个施氮量,分别为常规施氮量(纯氮300 kg/hm2,N2)、减氮20%(纯氮240 kg/hm2,N1),研究施氮量对麦玉轮作农田土壤性质及N2O排放通量影响,基于逐步回归分析,研究减氮对麦玉轮作农田土壤N2O排放调控机制。【结果】(1)减氮有效降低了N2O排放通量,且夏玉米季N2O排放通量远高于冬小麦季,夏玉米季由施肥引起的N2O排放量较高。(2)冬小麦季N2O排放通量与环境因子逐步回归公式为:N2O排放通量=181.952+1.450×硝态氮+8.401×铵态氮-0.514×电导率;硝态氮、铵态氮会对冬小麦季N2O排放通量产生显著的正向影响,而电导率会对冬小麦季N2O排放通量产生显著的负向影响。(3)夏玉米季N2O排放通量与环境因子逐步回归公式为:N2O排放通量=-354.606+4.592×硝态氮+157.848×铵态氮;硝态氮、铵态氮会对夏玉米季N2O排放通量产生显著的正向影响。【结论】综上可知,适量减氮显著降低夏玉米季N2O累积排放量和增温潜势,应加强夏玉米季农田水肥管理。

大气CO_(2)浓度缓增、骤增和不同施氮水平对稻田CH4排放的影响

为探究大气CO_(2)浓度缓增、骤增和不同施氮水平对稻田CH_(4)排放的影响,基于CO_(2)浓度自动调控平台开展水稻试验,以“南粳9108”为试验品种,采用静态箱-气相色谱法测定CH_(4)通量。在背景大气CO_(2)浓度(CK)的基础上,设置CO_(2)浓度缓增(C_(1)处理,从2016年开始逐年增加40μmol·mol^(-1),至2018年增加120μmol·mol^(-1))和骤增(C_(2)处理,CO_(2)浓度每年均增加200μmol·mol^(-1))处理;在常规施氮量(N 1处理,25 g·m^(-2))的基础上设置氮肥减施处理(N_(2)处理,15 g·m^(-2))。结果表明,CO_(2)浓度缓增、骤增和不同施氮量均没有改变稻田CH_(4)通量的季节变化规律,总体上呈现先增加后减小的趋势。在整个生育期,CO_(2)浓度缓增、骤增对稻田单位产量CH_(4)排放量无显著影响。在C_(2)条件下,与N 1处理相比,N_(2)处理水稻产量显著降低45.2%(P=0.037),同时稻田单位产量CH_(4)排放量显著增加63.3%(P=0.008)。综上所述,随着CO_(2)浓度升高,氮肥减施至15 g·m^(-2)会减少水稻产量,同时增加稻田单位产量CH_(4)排放。

徐州市不同行业CO_(2)排放量测算及减排措施

在城市发展过程中,准确计算城市碳排放量对优化和指导CO_(2)减排路径至关重要。通过收集26年的徐州统计年鉴,运用碳排放因子法计算了徐州市化石能源、家庭燃气、水泥、钢铁、化工、电力和交通运输的CO_(2)排放量。结果发现徐州市1995—2020年各行业CO_(2)排放量情况为:化石能源消费CO_(2)排放量为2.765 18×10^(7)~1.335 63×108t,家庭燃气CO_(2)排放量为0.931×10^(5)~5.275×10^(5)t,水泥行业CO_(2)排放量为1.050 185×10^(7)~3.894 500×10^(7)t,钢铁行业CO_(2)排放量为0.565 9×10^(6)~8.195 7×10^(6)t,化工行业CO_(2)排放量为0.722 8×10^(6)~4.411 4×10^(6)t,电力行业CO_(2)排放量为0.690 87×10^(7)~3.339 01×10^(7)t,交通运输CO_(2)排放量为0.658 0×10^(6)~7.340 3×10^(6)t。徐州市政府应根据各行业CO_(2)排放特点,从加大政策扶持、加强碳汇利用、倡导低碳发展和研发清洁能源等角度合理制定减碳措施。

电力行业CO_(2)排放量预测及减排路径——以徐州市为例

基于1996—2022年《徐州统计年鉴》数据,分析徐州市电力行业CO_(2)排放特征,参考宾婵佳等的方法测算徐州市电力行业CO_(2)排放量,运用BP神经网络模型对2022—2030年徐州市电力行业CO_(2)排放量进行预测.结果表明:1995—2021年徐州市电力行业CO_(2)排放量为1002.684~4462.032万t;单位煤耗CO_(2)排放系数从1995年的1.027 t/MWh上升到1998年的1.043 t/MWh,再下降到2021年的0.820 t/MWh.不同情景下,徐州市电力行业CO_(2)排放量的预测值与实际值的独立样本t检验结果表明,运用BP神经网络模型预测电力行业CO_(2)排放量是可行的.预测结果显示,到2030年,徐州市电力行业CO_(2)排放量在基准情景下为5382.358万t,低碳情景下为4481.523万t,强化低碳情景下为4077.167万t.提出了徐州市电力行业可从发电端、电网端和消费端实施碳减排措施.

工业烟气CO_(2)的排放特征、测试及捕集技术研究

CO_(2)是主要的温室气体,减排CO_(2)应对气候变化已成为国际共识,工业烟气是重要的人为CO_(2)排放源。对工业烟气CO_(2)的排放特征、主要测试及治理技术进行了系统的分析和研究:电力、钢铁、水泥等工业行业排放烟气中CO_(2)浓度分别在9.7%~15%、2%~28%、11%~29%;CO_(2)测试技术主要有非分散红外吸收法、气相色谱法、光谱法、化学吸收法等,其中,非分散红外吸收法在国内外应用最为成熟,是目前主流的固定源CO_(2)测试技术;CO_(2)捕集技术主要有吸收法、吸附法、膜分离法、深冷法等,其中,化学吸收法广泛用于低浓度CO_(2)烟气(体积浓度≤30%)捕集。研究结果可为后续工业大幅降碳提供借鉴。

不同秸秆还田方式对玉米农田土壤CO_(2)排放量和碳平衡的影响

【目的】探究秸秆还田方式对土壤CO_(2)排放特征及碳平衡的影响,为东北地区农田土壤固碳减排和秸秆还田方式的选择提供科学依据。【方法】采用田间微区试验,以玉米为供试作物,设置3种秸秆还田方式:秸秆浅层还田(QH)、秸秆深层还田(SH)和秸秆覆盖还田(FG),无秸秆还田(CK)处理为对照。利用LI-8100A土壤碳通量自动测定仪监测玉米生长季不同秸秆还田方式下土壤CO_(2)的排放特征,探讨土壤温度、含水量、pH、微生物量碳及氮磷钾速效养分和全量养分对土壤CO_(2)排放的影响,并分析不同还田方式下的土壤碳平衡。【结果】在玉米生长季,各处理土壤CO_(2)排放速率均表现为先升高后降低的趋势。土壤CO_(2)累积排放量表现为FG>QH>SH>CK处理,相较于SH处理,FG和QH处理土壤CO_(2)累积排放量分别增加了14.0%和6.4%,各处理间差异显著(P<0.05)。不同还田方式下土壤CO_(2)排放速率与土壤温度、土壤含水量进行单因素模型拟合,均呈二次函数相关关系,且达到了显著水平(P<0.05),土壤温度和土壤含水量分别解释68.2%—73.7%和21.3%—82.8%的土壤CO_(2)排放速率变化,但土壤温度和土壤含水量的双因素复合模型能更好地解释土壤CO_(2)排放速率的变化,解释度达到78.5%—82.8%。相关性分析表明,土壤CO_(2)累积排放量与速效钾、微生物量碳呈极显著相关关系(P<0.01),与土壤有机质、碱解氮、全氮和pH呈显著的相关关系(P<0.05)。秸秆还田处理下土壤碳平衡均为正值,为大气CO_(2)碳汇。SH处理下土壤碳平衡和固碳潜力显著高于QH、FG处理,提高幅度分别为23.4%、475.7%和7.1%、30.7%(P<0.05),表现出较强的碳汇功能。在两年收获期,秸秆还田显著提高了玉米产量,其中SH处理最高,但与QH和FG处理间无显著差异。【结论】本试验条件下,综合考虑固碳减排效应和产量,3种秸秆还田方式相比,秸秆深层还田(SH)是一种较好的还田方式。

携带nosZⅡ基因的非反硝化菌缓解土壤N_(2)O排放的研究进展

氧化亚氮是主要的温室气体之一,农田土壤是重要的人为N_(2)O排放源,探索合理的农田N_(2)O减排措施是亟待解决的重大课题。反硝化过程中N_(2)O还原为N_(2)是目前已知的唯一的生物途径的N_(2)O汇,利用能够还原N_(2)O的微生物菌群是减缓农田土壤N_(2)O排放的潜在途径,对催化N_(2)O还原功能基因nosZ的研究表明N_(2)O还原菌存在两种基因型。本文主要综述了两种类型的N_(2)O还原菌具有不同的系统发育特征、生理学特性,以及N_(2)O还原的酶促动力学,相比较而言,具有nosZⅡ型的N_(2)O还原菌表现出更强的环境适应性,因此是有竞争力的土壤N_(2)O汇的潜在菌群。

中国省级能源消耗CO_(2)排放状况及未来趋势分析

制定“碳减排”措施需要信息支持,为获得必要的辅助信息,首先用动态时间规整聚类方法将中国30个省份按CO_(2)排放的相似性划分为4种类型,再对每种排放类型用LASSO回归模型识别出总CO_(2)排放量的关键排放源,最后用长短期记忆和门控循环单元神经网络模型预测了4种场景下的排放量,并探索“碳达峰”路径。结果显示:类型1和2的关键排放源是交通运输业的柴油、发电供热行业的原煤和非金属矿物产品部门的生产过程(水泥);类型3的关键排放源是发电供热行业的原煤和钢铁行业的焦炭,类型4的关键排放源是交通运输业的汽油、发电供热行业的原煤以及非金属矿物产品部门的生产过程(水泥)。针对当前的“碳达峰”目标,在基准场景下所有类型都不能按时达峰;在达峰任务方面,类型3的省份比其它各类型的省份任务更为艰巨。

碳达峰碳中和背景下电力电缆供应链的CO_(2)排放量控制方法研究

针对供应链CO_(2)排放量控制基于无损电力网络、忽略电力线路损耗造成CO_(2)排放的问题,提出碳达峰碳中和背景下电力电缆供应链的CO_(2)排放量控制方法。基于电力潮流分析理论引入CO_(2)排放流概念,并计算CO_(2)排放强度,在节点、支路、支路有功损耗和负荷方面分析CO_(2)排放流分布情况,通过潮流溯源法对CO_(2)排放流溯源分析,将发电侧CO_(2)排放转移至用户侧,结合CO_(2)排放阈值,实现电力电缆供应链CO_(2)减排控制。实验结果表明,所提方法的回归相关系数达到了0.9824,均方误差仅为0.093,与文献方法相比,该方法的误差更小、回归相关系数更高。

不同水位管理对恢复泥炭地土壤CO_(2)、CH_(4)排放的影响

泥炭地水文条件影响泥炭地生物地球化学循环,控制和维持着泥炭地生态系统的结构和功能,是泥炭地生态恢复的重要前提。然而,目前关于恢复泥炭地土壤碳排放对不同水位的响应尚不明确。以长白山区天然(NP)、退耕(DP)及实施不同水文管理的恢复泥炭地(低水位(LR)、高水位(HR)与高低交替水位(H-LR))为研究对象,采用静态箱-气相色谱法对研究区泥炭地进行生长季(6—10月)土壤CO_(2)、CH_(4)排放监测。结果表明:温度和水位变化是研究区泥炭地土壤CO_(2)、CH_(4)排放季节变化的主控因子。H-LR受水位控制的影响,生长季土壤CO_(2)排放速率波动剧烈,其它水位管理恢复区土壤CO_(2)排放速率呈单峰型排放模式,且均与近地表温度呈指数相关(P<0.05)。除HR外,土壤CO_(2)排放速率与水位呈显著负相关(P<0.05)。生长季,研究区HR土壤CH_(4)排放速率呈双峰型,H-LR与NP的土壤CH_(4)排放呈单峰型,与近地表温度呈指数相关(P<0.05),LR水位与CH_(4)排放速率显著正相关(P<0.05)。研究区不同水位管理恢复泥炭地土壤碳排放差异显著,虽然HR的土壤CO_(2)-C累积碳排放量显著低于其它水位恢复区,但其土壤CH_(4)-C累积碳排放量和综合增温潜势显著高于其它水位恢复区(P<0.05)。LR的累积碳排放量显著低于退化泥炭地,且其综合增温潜势最低。因此,建议在泥炭地恢复初期将低水位管理作为短期策略,以更好地恢复泥炭地碳汇功能,减弱其增温潜势。

电炉炼钢中CO_(2)排放量监测及控制研究

传统电炉炼钢过程中,CO_(2)排放量监测及控制方法仅对CO_(2)排放量进行监测和控制,未对CO_(2)排放特征进行分析,导致传统方法控制效率较低。因此提出对电炉炼钢中CO_(2)排放量监测及控制研究。该研究对电炉炼钢过程中CO_(2)排放特征进行了分析。并根据分析结果,对CO_(2)排放总量进行监测,进而更快速的对CO_(2)排放量进行控制。实验结果表明,该研究方法具有更高的控制效率,具有实际应用价值。

岩溶区不同土地利用方式下土壤CO_(2)排放模拟研究

土地利用变化作为全球气候变化研究的重要内容之一,对土壤CO_(2)的排放具有重要影响。岩溶区石漠化治理过程中植被恢复伴随着土地利用方式的转变,其对土壤CO_(2)排放的影响有待进一步研究。基于控制性实验,以土壤、岩溶含水介质初始条件相同,仅土地利用方式不同的贵州普定沙湾模拟试验场为研究对象,通过1年的土壤CO_(2)浓度和通量数据,研究岩溶区不同土地利用方式下土壤CO_(2)的排放规律及其影响因素。结果表明:(1)土壤CO_(2)的浓度和通量具有明显的季节变化规律,不同季节下的土壤CO_(2)通量呈现昼夜变化规律,温度和降雨影响着土壤CO_(2)的排放,前者可促进排放量,后者可抑制排放量,且不同土地利用方式受影响的程度不同;(2)耕作活动也会影响土壤CO_(2)的排放,耕作使得土壤变得松散,加上岩溶区下伏基岩的溶蚀作用,增加了土壤CO_(2)向含水层的扩散,导致春季耕地表现为负通量;(3)不同土地利用方式下土壤CO_(2)的年排放量不同,具体为草地(897.53 tC km^(-2)a^(-1))>灌木地(258.15 tC km^(-2)a^(-1))>耕地(207.66 tC km^(-2)a^(-1))>裸土地(92.68 tC km^(-2)a^(-1)),究其原因,主要受不同土地利用下植被生物量和土壤有机碳含量的影响;(4)不同土地利用下的土壤有机碳含量为草地(29.33 g/kg)>灌木地(23.31 g/kg)>耕地(22.08 g/kg)>裸土地(19.00 g/kg),鉴于这些土壤的初始性质相同,研究发现随着土地利用方式的改变,除无植被的裸土地土壤有机碳含量减小外,其余有植被的类型均有增加,且增加的程度和植被覆盖的程度有关。综上,不同土地利用类型可以通过影响上覆植被的生物量和土壤有机碳含量,进而控制土壤CO_(2)的排放,而排放强弱与温度、降雨和耕作活动有关,可以通过土地利用方式的调整来增加土壤有机质含量和土壤储碳。

内蒙古大青山不同植被类型土壤CO_(2)通量及其对土壤温湿度的响应

为研究大青山典型植被土壤CO_(2)通量特征及其影响因素,采用静态箱‒气相色谱法测定内蒙古大青山主要植被类型油松(Pinus tabuliformis)人工林、白桦(Betula platyphylla)次生林、虎榛子(Ostryopsis davidiana)灌木林、荒草坡地土壤CO_(2)的排放规律及与土壤温湿度的关系。结果表明:(1)4种植被类型在观测期内土壤CO_(2)通量范围为11.00~673.47 mg.m^(-2).h^(-1),均为大气CO_(2)的源;(2)各样地土壤CO_(2)通量平均值大小为:荒草坡地<油松人工林<虎榛子灌木林<白桦次生林;(3)土壤温度是影响不同植被类型土壤CO_(2)通量的主要因子,土壤含水量影响不明显;(4)大青山4种植被类型土壤呼吸Q10值范围为1.07~5.64,不同植被类型间Q10值存在较大差异,Q10均值大小为:白桦次生林>荒草坡地>油松人工林>虎榛子灌木林。相关研究结果可为准确估算大青山典型植被土壤CO_(2)通量提供基础数据。

西双版纳热带雨林土壤N_(2)O和CO_(2)排放对氮添加的响应

为探明未经干扰的热带雨林土壤N_(2)O与CO_(2)排放对氮沉降的响应,以西双版纳热带雨林为研究对象,设置了对照(CK)和氮添加处理(N),在持续16个月的连续观测期内,利用静态箱-气相色谱法连续观测土壤N_(2)O与CO_(2)通量,同步测定土壤含水量、土壤5 cm温度、土壤铵态氮与硝态氮含量,模拟氮沉降对未经干扰过的热带雨林土壤的N_(2)O与CO_(2)排放的影响。结果显示:与CK处理相比,N处理使西双版纳热带雨林土壤N_(2)O累积排放量增加24.06%,CO_(2)累积排放量增加10.98%;氮添加带来的增排效应主要集中在氮添加后4个月的显著响应期内,后续非显著响应期内N_(2)O与CO_(2)的增排效应并不显著(t=0.98,P>0.05);在全观测期中,土壤含水量、土壤5 cm温度与土壤N_(2)O、CO_(2)排放通量显著正相关(P<0.05),但是显著响应期内只有CK处理的土壤CO_(2)排放与土壤5 cm温度显著相关(P<0.05),其余均无显著相关关系(P>0.05);氮添加带来的热带雨林土壤N_(2)O和CO_(2)的增温潜势(GWP)相当于该生态系统的碳汇能力的103%和104%。研究结果表明,一次氮添加增加了未经干扰的热带雨林土壤的N_(2)O与CO_(2)排放,并改变了土壤碳氮排放与环境因子的关系,对区域气候变化形成正反馈效应。

灌水量与灌水方式对夏玉米土壤CO_(2)排放和产量的影响

【目的】探寻灌水量和灌水方式对夏玉米农田土壤CO_(2)排放及产量的影响,提出节水稳产减排的灌溉管理措施。【方法】设置常规滴灌(DI)和交替滴灌(ADI)2种灌水方式,灌水量设置为36 mm和27 mm,共4个处理,分别记为36DI、27DI、36ADI、27ADI。采用Li-8100A测定土壤CO_(2)排放通量,研究灌水量和灌水方式对玉米农田土壤CO_(2)排放通量、累积排放量、土壤酶活性和玉米产量的影响,分析土壤CO_(2)排放与土壤充水孔隙度(WFPS)和土壤温度的关系。【结果】与DI处理相比,ADI处理土壤CO_(2)累积排放量显著降低12%~17%。36 mm灌水量处理CO_(2)累积排放量较27 mm灌水量处理增加,但增加幅度受灌水方式影响。土壤CO_(2)排放通量与0~10 cm的WFPS、土壤温度及其交互作用间存在显著相关关系。灌水量与灌水方式通过影响WFPS、土壤温度来改变土壤酶活性,是其影响土壤CO_(2)排放的调控机制之一。灌水量、灌水方式及其交互作用显著影响玉米产量。27ADI处理的产量较36DI处理降低8.7%,但CO_(2)累积排放量减少19%。【结论】27ADI处理在保证玉米产量同时减少了玉米生育期内的土壤CO_(2)累积排放量,是一种节水稳产减排的灌水模式。

咸淡水组合灌溉模式对棉田土壤CO_(2)日排放特征影响

【目的】探究咸淡水组合灌溉对棉田CO_(2)日排放通量的影响。【方法】采用4种水质,即淡水(CK)和矿化度分别为2(S1)、3(S2)、5 g/L(S3)的微咸水;4种咸水淡水灌溉配比,即微咸水∶淡水为1∶1(P1)、1∶4(P2)、4∶1(P3)和1∶0(P4),分析咸淡水组合灌溉对棉田灌水前后土壤CO_(2)日排放特征影响。【结果】①与CK相比,S1、S2、S3处理土壤CO_(2)日平均排放通量分别显著降低了12.64%~24.35%、18.30%~26.69%、22.16%~28.57%(P<0.05)。②CK的土壤CO_(2)累计排放量显著高于其他各处理,S1处理与S2、S3处理土壤CO_(2)累计排放量存在显著差异(P<0.05),但S2、S3处理之间无显著差异(P>0.05)。③相同微咸水矿化度条件下,4种咸水淡水灌溉配比对土壤CO_(2)日平均排放通量影响为P2处理<P1处理<P3处理<P4处理。④土壤CO_(2)排放通量与土壤含水率、土壤温度正相关,与箱内气体温度、土壤pH值、土壤电导率负相关。【结论】选用2 g/L微咸水与淡水按1∶4施配比例灌溉对土壤盐分积累和CO_(2)气体排放影响较小,是灌区合理利用微咸水的一种灌溉方案。

滨海防护林土壤CO_(2)排放和土壤因子对计划火烧的响应

为研究林火对滨海沙地森林生态系统碳循环的干扰作用,以尾巨桉防护林(Eucalyptus urophylla×Eucalyptus grandis)和木麻黄防护林(Casuarina equisetifolia)为研究对象,利用LI-8100土壤CO_(2)通量全自动测量系统测定不同防护林火烧迹地和对照样地的土壤CO_(2)通量,同时测定样地内土壤温湿度和土壤pH、全量碳氮和矿质氮含量,并分析不同林地土壤CO_(2)通量与水热因子关系以及土壤理化特性的变化。结果表明:2种防护林火烧迹地土壤CO_(2)通量均显著低于对照样地,尾巨桉林火烧迹地和对照样地土壤CO_(2)通量月平均值分别为2.47,3.32μmol/(m^(2)·s),木麻黄林分别为2.48,3.28μmol/(m^(2)·s)。林火干扰后2种防护林土壤温度和湿度均高于对照样地,在指数函数模型中尾巨桉林和木麻黄林10 cm处土壤温度解释土壤总呼吸的10.4%~21.4%,在二项式函数模型中尾巨桉林和木麻黄林10 cm处土壤湿度解释土壤总呼吸的15.8%~29.4%,在双变量回归模型中土壤温湿度以及其交互作用共同解释土壤总呼吸的33.1%~66.8%。轻度火干扰对尾巨桉和木麻黄林地土壤pH、全量碳氮和矿质氮含量的影响较小,2种防护林火烧迹地土壤pH均有所升高,NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N含量均有所下降。综上所述,林火干扰导致研究区内2种防护林土壤碳排放显著降低,不同样地土壤温度、湿度的双变量模型拟合效果均优于单因素模型,土壤碳排放受到两者的共同影响,为气候变暖背景下林火干扰对滨海沙地防护林土壤碳平衡影响的研究提供参考数据和理论支持。