长期施用有机肥对半干旱区春小麦产量及其水分利用效率和土壤有机碳的影响

以国家土壤质量安定观测试验站黄绵土区的农田长期定位试验为研究对象,研究长期施用有机肥对半干旱区春小麦产量及其水分利用效率和有机碳的影响。结果表明,连续种植7年春小麦,施肥显著影响小麦产量及其水分利用效率,以化肥与有机肥配施(NPKM)处理效果最好,较单施化肥(NPK)、单施有机肥(OM)处理春小麦产量和水分利用效率分别增加了7.18%和7.82%、5.91%和3.83%;在定位施肥初期(前3年),NPKM和NPK处理的效果优于OM,在第4年三者无差异,而第5年及之后,NPKM和OM处理的效果明显好于NPK处理。长期NPKM和OM处理较NPK处理0~20 cm土层土壤有机碳含量分别显著增加了36.88%和31.98%,有机碳储量分别显著增加了31.17%~41.94%和27.80%~35.81%,表层0~10 cm的增加效果显著好于10~20 cm土层。不同施肥处理对0~20 cm土层土壤微生物生物量碳(MBC)的影响表现为NPKM>OM>NPK>CK,且差异显著,长期NPKM和OM处理较NPK处理土壤MBC分别显著增加了46.4%和28.7%,长期单施NPK处理可显著增加土壤MBC含量,但对有机碳影响不明显。综上所述,长期NPKM或OM处理可显著增加黄绵土小麦地土壤有机碳和MBC含量,增加有机碳储量,有利于农田土壤固碳增汇,提高小麦产量及其水分利用效率。

2005—2020年黑龙江省松嫩平原耕地低碳利用效率时空格局演变及影响因素

[目的]探究黑龙江省松嫩平原地区耕地低碳利用效率时空演变规律及影响因素,为保障国家粮食安全和低碳减排,实现农业可持续发展提供科学依据。[方法]借助超效率SBM模型测度2005—2020年黑龙江省松嫩平原地区33个县(市)耕地低碳利用效率,利用空间自相关和核密度估计方法分析各县(市)耕地低碳利用效率的时空格局演变特征,进而采用地理加权回归模型探究其影响因素。[结果](1)研究期内黑龙江省松嫩平原地区耕地低碳利用效率呈“升—降—升”演变态势,均值为0.80,未达到最有效生产的前沿。(2)从空间维度看,耕地低碳利用效率存在显著的正向空间相关性,且局部呈较强的高低值集聚分布态势,热点多核极化现象显著,主要分布于区域北部和南部;从时间维度看,耕地低碳利用效率表现出不同程度的极化特征,且内部差异呈逐渐缩小的演变趋势。(3)从影响因素看,人均播种面积、单位耕地面积化肥使用量、农村居民人均可支配收入和涉农支出对耕地低碳利用效率具有正向影响,复种指数、单位耕地面积机械使用量及城镇化率对效率呈负向影响,人均GDP对耕地低碳利用效率在不同年份影响程度和方向存在差异。[结论]黑龙江省松嫩平原地区耕地低碳利用效率整体呈上升趋势,且区域间存在明显差异,未来应优化资源配置效率,建立区域协同机制,发挥热点区域示范作用,助推各区域耕地低碳利用效率的提升。

基于遥感数据的植被碳水利用效率时空变化和归因分析

植被碳水利用效率是表征生态系统碳水循环的重要指标。采用MODIS数据,利用Google Earth Engine平台计算植被碳利用效率(Carbon Use Efficiency, CUE)与水利用效率(Water Use Efficiency, WUE)。采用趋势分析、变异系数、R/S分析及偏相关分析等方法,对2000—2020年黄河流域植被CUE与WUE的时空动态进行分析,并探究水热条件对碳水利用效率的影响。结果表明:(1)2000—2020年黄河流域植被碳水利用效率年均值分别为0.61和0.68 gC m^(-2)mm^(-1);研究时限内,植被CUE呈波动下降趋势,而WUE呈波动上升趋势。(2)空间上,植被CUE呈西高东低分布,WUE相反。不同土地覆被类型的CUE表现为草地>农田>灌丛>森林;WUE表现为:农田>森林>草地>灌丛。(3)总体上,黄河流域植被CUE与温度呈负相关,与降水呈正相关;黄河流域北部植被WUE与温度和降水均呈正相关关系,黄河流域西南部植被WUE与降水负相关;(4)不同土地利用类型中,草地、森林、农田CUE与温度主要呈负相关响应,灌丛CUE主要呈正相关响应;黄土高原西北部地区草地CUE与降水呈正相关关系,而在黄河源区草地CUE与降水呈负相关关系,农田CUE对降水呈现正向反馈。(5)植被WUE与温度和降水的关系存在较强的空间异质性。降水是影响干旱,半干旱地区的草地WUE的主导因素,而高海拔地区草地WUE与温度、降水均呈负相关关系;灌丛WUE与温度成负相关关系,与降水呈正相关关系;受人类活动影响,农田WUE与温度有正相关关系。研究结果对于深入理解黄河流域植被恢复与气候变化双重背景下区域的植被碳水耦合机理有重要意义。

氮添加土壤微生物群落结构影响微生物碳利用效率

尽管近年来中国氮(N)沉降水平逐渐趋于稳定,但中国东南地区N沉降相比于其他地区仍处于较高水平。N沉降对陆地生态系统碳循环过程的影响不容忽视。微生物碳利用效率(CUE)是指微生物将吸收的碳转化为生物量碳的效率,高微生物CUE意味着高土壤有机碳存储潜力。因此,探究N沉降背景下微生物CUE的变化将有助于进一步认识陆地生态系统土壤碳存储的变化。然而,目前关于N沉降下微生物群落结构的变化如何影响微生物CUE鲜有报道。在福建省泉州市戴云山国家级自然保护区的罗浮栲林通过N添加模拟N沉降。实验共包括三个N添加处理:对照(CT,+0 kg hm^(-2)a^(-1))、低氮(LN,+40 kg hm^(-2)a^(-1))和高氮(HN,+80 kg hm^(-2)a^(-1))。测定不同处理土壤基本理化性质、微生物生物量、酶活性和CUE,并使用高通量测序对微生物群落结构和多样性进行测定。结果表明,N添加显著影响微生物CUE,随着N添加水平的增加,CUE逐渐增加;相反,土壤pH、可提取有机碳(EOC)和微生物生物量碳(MBC)均呈现下降趋势。N添加对土壤微生物群落α多样性总体上无显著影响。非度量多维度尺度(NMDS)分析表明,N添加显著改变了微生物的群落结构。尤其对于真菌而言,不同N添加处理的真菌群落明显分开为三簇。微生物CUE分别与土壤pH、EOC和真菌NMDS1呈显著的负相关关系,与矿质氮含量呈现显著正相关关系。随机森林分析表明,N添加下影响微生物CUE的类群主要是富营养菌(如变形菌门和子囊菌门)。研究表明N添加下,微生物CUE不仅受土壤养分有效性和pH的调控,同时还受土壤微生物群落结构的影响。未来进一步探究N添加下土壤微生物关键类群的变化可能有助于揭示森林生态系统碳存储过程。

马尾松根际碳氮利用效率对土壤微生物群落结构的影响

微生物元素利用效率在调节土壤碳(C)和氮(N)矿化过程中有重要作用,然而土壤微生物转化的有机碳(SOC)、N比例研究尚不充分。以千岛湖5年生、9年生、19年生、29年生、35年生马尾松林为研究对象,测定根际SOC、土壤总氮(TN)、土壤微生物量碳氮(MBC、MBN)、土壤C、N获得酶活性和土壤微生物群落结构,阐明土壤微生物C、N利用效率(CUE、NUE)和元素阈值比(TER)与微生物群落结构关系。结果表明:5年生马尾松根际SOC、TN均明显高于其它林分(P<0.05),其土壤微生物量C/N比则显著(除9年生)低于其它林分(P<0.05),证实了微生物CUE对底物养分状态敏感性较低。35年生马尾松根际微生物NUE均显著高于其它林龄(除19年生),说明土壤中大部分N转化为MBN,与35年生马尾松土壤微生物生物量显著高于其它林分一致。马尾松根际NUE和TER与土壤微生物总生物量及其组分生物量均呈显著正相关关系(P<0.05),说明土壤微生物生长繁殖受NUE影响。所有林龄马尾松TER均大于土壤C/N比,表示研究区域生态系统处于C或者能源限制,而非N限制;证实了土壤C/N比减少到TER以下时,土壤有机物获得C的成本高于获得N的成本。5年生马尾松微生物CUE和TER均最低,二者没有明显的相关关系,可能低龄马尾松林CUE和NUE有补偿性关系。研究强调了土壤根际微生物元素利用效率和微生物群落对土壤C和N循环过程的重要性,为亚热带森林生态系统土壤经营管理提供了依据。

基于双碳目标的黄河流域资源型城市国土空间利用效率时空特征及影响因素

研究目的:构建双碳目标下资源型城市国土空间利用效率评价体系,并以黄河流域为例分析资源型城市国土空间利用效率时空特征及影响因素。研究方法:超效率SBM模型,非参数核密度估计,Tobit模型。研究结果:(1)研究区国土空间利用综合效率表现出平缓增长趋势,不同空间类型表现为城镇空间>农业空间>生态空间,不同区域表现为下游地区>中游地区>上游地区,不同城市类型表现为成长型城市>衰退型城市>再生型城市>成熟型城市。(2)综合效率等级较高的城市多集中于中游和下游地区,中游地区城镇空间和生态空间利用效率较高,下游地区农业空间利用效率相对较高。(3)自然地理因素和经济社会因素共同影响资源型城市国土空间利用效率。研究结论:应科学统筹矿产资源开发与绿色低碳发展之间的关系,严格落实国土空间用途管制制度,因地制宜开展资源型城市国土空间治理,并充分考虑资源型城市发展阶段,系统谋划转型发展道路。

气候变化对内蒙古温带草原生态系统碳、水通量及水分利用效率的影响

准确估算生态系统碳、水通量及水分利用效率对于流域碳水循环研究具有重要意义。文章采用PEST模型参数优化后的Biome-BGC模型,模拟了2003—2019年及未来气候变化情景下总初级生产力(gross primary productivity,GPP)和蒸散发(evapotranspiration,ET),研究了GPP、ET和水分利用效率(water use efficiency,WUE)在不同时间尺度上的变化规律,并探讨了降水和温度的影响。结果表明:GPP、ET和WUE在年尺度上呈现不显著增加趋势;温度和降水联合增加情景对GPP、ET/WUE的影响大于温度或降水单独增加情景。该结果可为流域碳水循环研究提供重要参考。

碳排放约束下广西城市建设用地利用效率特征分析

土地利用/覆被变化是影响碳排放、碳吸收量变化的主要原因。本文通过碳排放系数间接估算法、HicksMoorsteen生产率指数分析广西2011年-2020年城镇建设用地利用效率动态变化,结果发现:(1)广西建设用地碳排放总量的变化趋势可分为“先升后降再升”三个阶段,地均碳排放总量整体呈“先降后升”的趋势,万元GDP碳排放量的变化呈平稳下降趋势;(2)广西全区HM指数呈现年平均4.87%的上升趋势,受综合利用效率(Δ_(E))和技术进步(Δ_(tech))共同驱动,各市城镇建设用地利用效率都出现微小波动的上升趋势,呈现出区域的非均衡性。广西应综合考虑各市城镇建设用地利用效率存在的问题,因地制宜实施产业转型、能源结构优化以及节能环保等政策。

土壤微生物碳利用效率研究进展

土壤微生物碳利用效率(CUE)指微生物生长与碳吸收的比率,反映了受微生物群落影响的土壤有机碳代谢过程,是理解和模拟全球变化下土壤碳储存和碳循环的关键生理生态参数。量化土壤微生物CUE有助于理解土壤微生物生物量、土壤潜在碳储量、呼吸碳消耗之间的分异,以及土壤长期碳储存对全球变化的响应。土壤微生物CUE及其对环境变化的响应已受到土壤碳循环、全球变化生态学、陆地生态系统模型等研究的广泛关注。我国土壤微生物CUE研究是近几年才兴起的。本文分析了碳同位素法、氧同位素法、量热呼吸法、代谢通量分析法、化学计量法五种微生物CUE测定方法的优劣及适应性,阐释了土壤微生物CUE随生态系统、植被演替、季节的动态变化特征,剖析了微生物群落组成、底物质量和营养可利用性、温度、土壤pH值、土壤水分、土壤团聚体与质地、土层深度、人为干扰等生物和非生物因子对土壤微生物CUE的影响,并指出了当前土壤微生物CUE研究存在的问题,以及今后关注的重点:(1)加强森林生态系统土壤微生物CUE研究;(2)综合探讨环境和生物多要素交互影响下土壤微生物CUE的响应过程与机制,尤其是全球变化下根系分泌物对土壤微生物CUE及长期碳固持的影响;(3)从生态系统视角探讨土壤微生物CUE;(4)采用不同测定方法估算土壤微生物CUE;(5)探讨不同土层深度微生物CUE及其温度敏感性对长期碳储存影响。

长期施肥与覆膜对半干旱区马铃薯产量及其水分利用效率和有机碳的影响

以国家土壤质量安定观测试验站黄绵土区的农田长期定位试验为研究对象,研究长期施肥与覆膜对半干旱区马铃薯产量及其水分利用效率和有机碳的影响。结果表明,在欠水年和正常平水年份,地膜覆盖可显著提高马铃薯产量及其水分利用效率,而丰水年份效果不明显。施肥显著影响马铃薯产量及其水分利用效率,且以有机肥与化肥配施(NPKM)效果最好;在定位施肥初期(前2年),单施化肥(NPK)的效果优于单施有机肥(OM),在第3年两者无差异,而第4年之后则相反。长期施用有机肥(NPKM和OM)较NPK处理0~20 cm土壤有机碳含量显著提高了77.35%和69.65%,有机碳储量分别显著增加了70.68%~76.55%和62.09%~63.31%。不同施肥处理对土壤微生物量碳的影响表现为NPKM>OM>NPK>CK,且差异显著,NPKM和OM较NPK处理土壤微生物量碳含量分别显著增加了43.99%和31.82%,单施有机肥较单施化肥效果显著。长期覆膜与NPK处理可显著提高土壤微生物量碳含量,而对有机碳含量及其储量影响不明显。综上所述,长期有机肥与化肥配施(NPKM)或施用有机肥(OM)可显著提高旱地黄绵土总有机碳和微生物量碳含量,增加有机碳储量,有利于农田土壤固碳,提高马铃薯产量及其水分利用效率。地膜覆盖对旱地马铃薯产量及其水分利用效率的影响与年际降水密切相关。

碳排放约束下我国工业水资源利用效率及其影响因素研究

本文运用考虑非期望产出的动态DEA模型、Dagum基尼系数、核密度估计以及Tobit回归模型等方法探究我国2010-2019年的工业水资源利用效率及其影响因素。结果表明:1)我国工业水资源利用效率总体处于中等水平,在时间上呈现波动的上升趋势,且在空间上呈现东部、西部、中部依次递减的变化规律;2)中国工业水资源利用效率总体差异呈先上升后下降的趋势,区域内差异是我国工业水资源利用效率总体差异的主要来源;3)经济发展水平和技术创新对我国工业水资源利用效率均有显著正向促进作用,水资源要素禀赋对工业水资源利用效率产生负向效应,工业化程度和环境规制对不同区域工业水资源利用效率的影响存在明显差异。

漓江流域喀斯特地区不同果药复合种植模式植物水分利用效率

水分是限制喀斯特地区植物生长的关键因子,了解不同果药复合种植模式的种间水分关系至关重要。为探究漓江流域喀斯特地区主要果树和药用植物选择及复合种植模式的合理性,以李树的不同复合种植模式为对象,通过采集叶片并测定其稳定碳同位素值(δ^(13)C),分析植物水分利用效率(WUE)差异,探讨复合种植模式的稳定性及合理性。结果表明:6种植物叶片δ^(13)C和WUE变化范围分别为-31.6‰~-28.7‰和20.56~37.94μmol/mol,δ^(13)C与WUE排序为地枫皮>李树>半枫荷>广西甜茶>金丝桃>黄花倒水莲,可见地枫皮、李树和半枫荷比较适宜种植于喀斯特干旱生境,广西甜茶和金丝桃次之,而黄花倒水莲不适宜栽植于干旱生境。在李树+金丝桃、李树+黄花倒水莲、李树+广西甜茶这3种复合种植模式中,李树的WUE显著高于其林下套种的药用植物,模式内物种间适合度差异显著,复合种植模式稳定性较差;李树+半枫荷+地枫皮模式的WUE最高,且3个树种的WUE差异不显著,适合度相当,物种可以稳定共存,是漓江流域喀斯特地区比较理想的农林复合种植模式。

北京城市公园人工林生态系统水分利用效率的季节变化

【目的】干旱、半干旱环境中人工林生态系统碳吸收与水分损失之间的平衡关系尚不明确,阐明森林生态系统水分利用效率(WUE)应对环境因子的响应机制有助于量化城市人工林碳、水通量的平衡关系。【方法】应用涡度协方差技术,结合微气象观测系统,获取北京奥林匹克森林公园内油松人工林生态系统碳、水通量和环境因子数据,运用统计和模拟方法,分析人工林碳、水通量在季节尺度的平衡关系以及在干旱、半干旱环境条件下碳吸收与水分损失之间的平衡关系。【结果】研究期2012—2014年降水少,均发生季节性土壤干旱情况,年降水量低于过去60年均值,且逐年降低,2014年降水总量仅271 mm。WUE年均值为2.2~2.9 g·kg^(-1),2012年最小(2.2 g·kg^(-1))、2013年最大(2.9 g·kg^(-1))。生长季WUE主要受植被指数(NDVI)、净辐射(Rn)、气温(Ta)、土壤水分含量(SWC)和饱和水汽压差(VPD)的影响。在季节尺度,调控WUE的主要环境因子有所不同,春季NDVI的影响最大(P<0.05),可解释春季WUE变异的48%;夏季Rn和Ta的影响较强(P<0.05),可分别解释夏季WUE变异的52%和57%;秋季SWC和VPD的影响较强(P<0.05),可分别解释秋季WUE变异的44%和54%。在生长季,WUE和Ta呈线性负相关(P<0.01),WUE与VPD和R_n呈非线性负相关(对数曲线关系),WUE与SWC呈线性正相关(P<0.01);然而在极端干旱月份,如2014年5、6和8月,WUE与SWC呈负相关(P<0.01),WUE降至最低。2012和2013年7月均出现连续无雨的干旱期,WUE达最低值3.7 g·kg^(-1)。相较而言,在生长季的连续降水期,随着SWC增加,WUE达最大值10.3 g·kg^(-1)。【结论】干旱、半干旱环境中人工林生态系统碳、水通量是相互耦合的,季节性干旱和炎热降低碳吸收量和水分损失量,导致WUE降低。生长季的干旱期,在Ta较高的环境下,随着SWC降低,WUE降至最低。在生长季不同气温条件影响下,人工林可利用的土壤有效水与干旱特性(干旱强度和持续时间)相结合共同影响生态系统碳、水通量的季节变化,从而导致人工林WUE应对干旱事件的年际响应差异。

接种AMF对西部煤矿区紫穗槐根系分布和水分利用效率的影响

西部干旱半干旱煤矿区井工开采导致了大面积采煤沉陷区的出现,矿区生态复垦难度较大,利用菌根微生物技术进行生态修复已经成为当前的研究热点。为探究接种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对紫穗槐根系分布特征和水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)的影响,研究通过室内土柱试验,设置了对照不种植紫穗槐幼苗(CK1)、种植紫穗槐幼苗(CK)、种植紫穗槐幼苗并接种AMF(+AM)3组试验处理,并对植物生长指标和土壤水分等进行了测定。结果表明:①接种AMF有效促进了紫穗槐的生长,其株高、SPAD(Soil and plant analyzer development)值、地上生物量和地下生物量相较CK处理分别提升38.5%、27.5%、11.1%、69.4%;②接菌改变了紫穗槐的根系分布,使总根系长度和根尖数分别增加329.0%和586.1%,平均根直径显著减小22.9%,2 mm以下细根根长比例提升370.1%。同时,接菌影响了土壤水分分布和紫穗槐的水分利用模式,使0~20 cm的土壤含水率较CK处理分别提高8.9%、7.8%,20~50 cm的含水率又分别降低16.8%、4.0%、11.6%;接菌增加了紫穗槐对表层5 cm以下土壤的水分利用比例,在5~30、30~50 cm分别提升15.4%、9.9%;③接菌使紫穗槐植株的WUE增加了27.5%,主成分分析结果表明,紫穗槐根系中的细根长(0.50~1.00 mm)和根尖数是干旱胁迫下接种AMF对土壤水分高效利用的关键根系特征。综上,接菌可对紫穗槐幼苗有明显的促生作用,通过对紫穗槐细根根系特征参数的显著改善,促进了对土壤水分的吸收及再分配能力,进而使紫穗槐植株表现出较高的WUE,该研究结果可为西部采煤沉陷区生物联合修复技术提供科学指导和技术支持。

基于δ^(13)C估算水分利用效率的2种模型比较——以峨眉山雷洞坪植物为例

【目的】通过对基于碳稳定同位素值(δ^(13)C)估算水分利用效率(iWUE)的2种模型(是否考虑叶肉导度,gm)之间差异的研究,有助于进一步理解gm对植物iWUE的影响。【方法】选择峨眉山雷洞坪针阔混交林中不同生长型植物,采集了48个物种的117个叶片样品,通过测定其叶片δ^(13)C,对比了早期估算iWUE模型(iWUEsim模型,将gm看作无穷大)与包含gm效应的iWUE模型(iWUEmes模型)之间的iWUE差异(iWUE_(difference)),以及这种差异随植物生长型变化的趋势。【结果】结果显示,iWUEsim的平均值(42.23±1.33μmol·mol^(-1))显著高于iWUEmes的平均值(28.10±0.65μmol·mol^(-1)),高估比例为3.64%~72.11%(平均49.58%±1.30%)。不同生长型植物的iWUEsim均显著大于iWUEmes,其中草本植物高估比例3.64%~48.00%(平均29.20%±5.16%),灌木高估比例13.68%~67.73%(平均48.44%±1.83%),乔木高估比例32.04%~72.11%(平均54.08%±1.47%)。此外,叶片功能性状对iWUE_(difference)有显著影响,相比于叶片厚度、叶片干物质含量和单位质量叶片氮含量,单位面积叶片氮含量和比叶重是影响iWUE_(difference)变化的主要因素。【结论】将gm看作无穷大会造成对基于δ^(13)C估算的iWUE的高估,未来估算植物iWUE时应考虑gm的影响。

植被类型变化对土壤微生物碳利用效率的影响研究进展

植被类型变化强烈影响着土壤碳循环。土壤微生物碳利用效率(CUE)是微生物将从环境中获取的碳分配给自身生长的比例,是土壤碳循环的综合指标。研究植被类型变化对CUE的影响有助于从微生物视角理解该过程中的土壤碳动态,可以为评估植被类型变化对土壤质量及生态系统碳循环的影响提供基础,具有重要的理论及实际价值。通过系统查阅相关文献,综述了植被类型变化导致的CUE变化情况,以及该过程中影响CUE的因子与机制。目前,相关研究主要涉及以林地、草地和农业用地为起点或终点的植被变化类型。天然林(原生林、次生林)变化为人工林、林地变化为草地后CUE普遍下降,随终点植被的发展CUE可能恢复至起点水平。植被成熟度越高,发生转变时CUE变化越剧烈。植被类型变化以农业用地为起点或终点时,CUE变化方向的不确定性及幅度的变异性均增加。植被类型变化导致的CUE变化主要受到植被、土壤、微生物因子及其交互作用的驱动,指示CUE的指标、采样季节和土层也会一定程度上影响CUE的变化。今后相关研究应采用直接的CUE测定方法,拓宽研究气候区及植被变化类型,关注植被变化过程中CUE变化的土层差异及动态监测,深入对植被类型变化导致的生态环境因子变化与CUE的关系及作用机制的研究。

“双碳”目标下黄河下游耕地绿色利用效率、收敛性与影响因素

[目的]分析黄河下游耕地绿色利用效率及其收敛性与影响因素,为黄河下游地区耕地生态保护与高质量发展提供参考。[方法]将耕地资源利用过程中产生的耕地面源污染和碳排放等非期望产出和总碳汇同时纳入评价指标体系,利用EBM模型、收敛模型、面板Tobit模型系统分析了2007—2020年黄河下游34个地市耕地绿色利用效率、收敛性与影响因素。[结果]①黄河下游耕地绿色利用效率整体呈上升趋势,但2020年末仍未达到最优状态。黄河下游地区耕地绿色利用效率存在空间非均衡性,豫南及鲁北耕地绿色利用效率值较高,而郑州、威海等地市的效率值一直偏低。②从效率分解看,黄河下游地区耕地绿色利用效率提升的主要动力源于规模效率,阻力来自纯技术效率。③从收敛检验看,黄河下游耕地绿色利用效率均存在σ收敛和β收敛,河南省耕地绿色利用效率的地市间差距明显低于山东省,但山东省的收敛速度较之更快。④从影响因素看,农作物种植结构与政府财政支农对黄河下游地区耕地绿色利用效率起促进作用,而城乡收入差距、经济发展水平和耕地机械投入强度起抑制作用。[结论]未来黄河下游不但要提高耕地绿色利用的综合管理水平,加强地市间交流合作,更要在推进耕地绿色利用发展的同时,重点关注各地区耕地绿色利用效率的收敛速度与发展差距之间的协调。

碳排放权交易试点对城市土地绿色利用效率的影响

研究目的:系统考察碳排放权交易试点政策对土地绿色利用效率的影响,以期为全国统一碳市场的建设和城市土地利用模式的绿色转型提供参考。研究方法:超效率SBM模型、渐进双重差分模型。研究结果:(1)2006—2020年,我国城市土地绿色利用效率总体呈现波动上升态势。碳交易试点政策能够显著提升土地绿色利用效率,且这一结论得到了一系列稳健性检验的支撑。(2)试点政策对土地绿色利用效率的积极影响存在短期滞后性,总体呈现出波动特征。在试点范围扩大过程中,该影响具有明显的推广效应。(3)碳交易试点政策能够提升城市技术创新水平,推动产业结构升级,进而提升土地绿色利用效率。(4)碳交易试点政策对土地绿色利用效率的影响存在基于城市区位、规模以及类型的异质性,表现为该效应在中西部、大规模以及资源型城市中发挥更为明显。研究结论:扎实推进全国统一碳市场建设,持续支持技术创新与产业结构升级,因地制宜制定政策实施方案,赋能土地绿色利用效率稳步提升。

2000-2013年中国植被碳利用效率(CUE)时空变化及其与气象因素的关系

植被碳利用效率(CUE)是评估陆地碳循环的重要指标,探讨其动态特征对气候变化的响应对于陆地生态系统碳循环研究具有重要的指示意义。基于MOD17数据计算中国植被CUE,辅以地统计学理论,利用趋势分析、变异系数及相关性分析等方法,研究了2000—2013年中国植被CUE的时空变化特征,并结合气象要素数据剖析植被CUE对气候变化的响应。结果表明:全国植被年CUE在研究年限内总体上表现为轻微的增长趋势,具体表现为在2000—2007年以0.000 6的变化率呈现波动下降的趋势,而2007—2013年植被CUE呈现显著上升的变化趋势,该变化特征可归因于2007年气温及降水格局的改变;植被CUE空间分布具有明显的空间异质性,大体呈现西部高东部低的状态。CUE增加较明显的区域主要分布在内蒙古呼伦贝尔地区,青藏高原大部分地区,东部沿海地区以及台湾岛。而CUE呈减少趋势的区域分布范围较广,其中减少趋势较为明显的地区主要包括东北平原及华北华中的大部分地区,另江南地区及新疆部分地区也有零星分布。草地及森林区域植被CUE波动变化较小,表明该部分地区生态系统处于良性循环。不同植被类型的CUE均值表现为:草地(0.21)>农田(0.14)>森林(0.09)>灌丛(0.06)。全国大多数地区植被CUE与降水呈正相关,而与气温则呈负相关,而这种相关性会随着区域气候格局及植被类型的变化而变化。总体上,全国植被CUE的增加主要归因于降水量的增加,而气温的升高则造成植被CUE的降低。

甘肃温室葡萄生产的能量利用与碳足迹研究

【目的】探明甘肃温室葡萄生产的能量投入和碳足迹构成,识别主要的碳排放贡献因子,为温室葡萄清洁生产提供依据。【方法】以甘肃温室葡萄为研究对象,将温室葡萄栽培区分为兰州市永登县及武威市凉州区、古浪县、天祝县华藏寺镇和天祝县哈溪镇5个不同海拔区域,通过农户调查获得2019年葡萄生产数据,核算温室葡萄生产各环节的能量输入、能量输出和碳排放,对比分析不同海拔区域温室葡萄生产的能量利用效率、能量生产率、净能量、比能和碳足迹。【结果】甘肃温室葡萄生产的能量输入为273862~434421 MJ/hm^(2),能量输出为170723~327962 MJ/hm^(2),葡萄产量为14460~27793 kg/hm^(2),属于高投入高产出型。甘肃温室葡萄生产的能量利用效率为0.45~1.13,能量生产率为0.038~0.096 kg/MJ,净能量为-263798~2496 MJ/hm^(2),比能为13.51~44.85 MJ/kg;直接能量投入和可再生能量投入占比低,间接能量投入和不可再生能量投入占比高。单位面积碳足迹和单位产量碳足迹分别为32959~55075 kg/hm^(2)和1.59~5.70 kg/kg,碳足迹很大程度上来源于氮肥的投入,其占比达45.5%~62.4%。不同区域相比,天祝县哈溪镇温室葡萄生产的能量输入低,能量输出和产量较高,能量利用效率和能量生产率也较高,净能量最大且为正值,比能最小,单位面积碳足迹和单位产量碳足迹均最小;天祝县华藏寺镇能量利用指标最差,碳足迹最大。【结论】甘肃温室葡萄生产的能量利用效率较低,碳足迹较高,能量利用效率的提高和碳足迹的降低空间均较大。因此应采取降低氮肥使用量、优化氮肥与有机肥配比等科学合理的管理措施,提高甘肃温室葡萄生产的能量利用效率,降低碳足迹,改善其环境效应。