不同比例化肥减量配施有机肥对植烟土壤有机碳固存的影响

为探究不同比例化肥减量配施有机肥影响植烟土壤有机碳固存的长期效应,基于连续9年的田间定位试验,设置不施肥(CK)、100%化肥(CF-1,当地常规推荐施肥)、80%化肥(CF-2)、80%化肥配施有机肥(OF-1)、60%化肥配施有机肥(OF-2)、70%化肥配施有机肥+生物有机肥(BOF)处理,对植烟土壤有机碳储量盈亏、固碳速率、有机碳组分含量、有机碳敏感指数、土壤碳库活度和土壤碳库管理指数进行对比,探讨不同比例化肥减量配施有机肥对植烟土壤有机碳固存的长期效应。与CF-1处理相比,连续不施肥(CK)处理植烟土壤有机碳组分、储量和土壤碳固存速率显著下降。不同比例化肥减量配施有机肥的OF-1、OF-2和BOF处理,植烟土壤有机碳含量分别增加9.6%、20.9%和13.9%,土壤活性有机碳含量分别增加43.4%、68.0%和41.7%,土壤可溶性有机碳含量分别增加14.8%、19.1%和25.4%,土壤微生物量碳含量分别增加22.8%、37.2%和36.4%,土壤有机碳储量分别增加15.3%、30.2%和31.2%,年平均固碳速率分别提高191.3%、382.6%和391.3%,碳库管理指数分别提高100.8%、159.8%和79.6%。不同比例化肥减量配施有机肥显著提升土壤活性有机碳敏感指数。与CF-1相比,OF-1、OF-2和BOF处理的烟叶产量分别提高10.3%、33.5%和35.3%,中上等烟叶比例分别提高14.6%、22.0%和18.0%。连续9年化肥减量配施有机肥显著提高植烟土壤有机碳组分含量和土壤有机碳固存速率,促进烟叶产质量提升,是烟叶绿色优质生产、农田土壤固碳增效的有效途径,以OF-2和BOF效应更好。

氮沉降、增温和降水变化对草地碳固存的影响研究进展

草地作为一种自然资源,是陆地生态系统重要组成部分,对人类生产、生活和生态环境改善具有重要意义。近年来,人们不断重视外界环境因素对草地碳固存的影响过程和机制,形成许多关于气候、环境因素对草地碳固存影响的研究成果。氮沉降、增温和降水变化通过草地净初级生产力影响草地碳吸收,通过生态系统呼吸影响草地碳释放。氮沉降显著改变植物物种组成,提高草地生产力,增加草地碳固持能力。适宜的增温有利于促进草地总碳积累,过度增温则会与其他非生物因子(如降水)相互作用导致干旱胁迫,抑制植物生长,减少碳固存。与温度相比,降水变化对植物碳固存影响更为显著。在一定范围内,降水量增加有助于提高植物固碳能力,降水量减少则减少草地碳固存。

全球黑土区有机物料还田对土壤有机碳固存影响的Meta分析

黑土有机质含量丰富,但随着农业活动加剧,以及黑土区低温特性的限制,土壤有机质大量流失。不同有机物料还田是提升土壤有机质的重要方式,然而目前仍缺少对不同有机物料还田具体恢复效果及过程的评价。该研究使用Meta分析的方法,对2000年1月—2022年9月经同行评议的文章进行整合分析,综合了41篇文献中2012个观测值,设定低、中、高年限及碳投入量,评估秸秆还田和有机肥还田对黑土土壤有机碳固存的影响。结果表明,有机肥还田处理的土壤有机碳、土壤总氮、土壤总磷含量均高于秸秆还田。随着处理年限的增加,有机肥还田对于土壤有机碳含量的增加效果优于秸秆还田。此外,不同碳投入的条件下,有机物料还田对于土壤碳固存影响不同,其中在中碳投入的条件下,有机肥还田有机碳含量(65.62%)显著高于秸秆还田(20.07%)。21 a以上的长期中碳投入下有机肥还田更有利于黑土土壤有机碳固存的增加。该研究为黑土区有机物料还田的选择提供科学依据。

有机无机肥施用方式对土壤碳固存的影响

为探明有机无机肥配施方式对土壤碳组分的影响,本试验设置5组处理,包括不施肥(ck)、单施有机肥(OM)、农民常规施肥(FP)、平均施肥(T1)、平衡施肥(T2),结合马铃薯产量分析不同施肥方式下马铃薯土壤总碳、总有机碳、总氮、活性有机碳、非活性有机碳、碳库管理指数的影响。结果表明,OM处理显著高于其他4组处理,会促进土壤有机碳的矿化作用,从而降低土壤碳库稳定性。有机无机肥配施能提高土壤总有机碳(TOC)、易氧化有机碳(ROC)、矿物结合态有机碳(MOC)含量和碳库管理指数(CPMI),降低POC/MOC的比值,其中以T2处理效果最佳,更有利于冬闲田马铃薯土壤碳固存。

半干旱区县域农田土壤有机碳固存速率及其影响因素——以甘肃庄浪县为例

通过对甘肃省庄浪县梯田土壤采样分析,结合第二次土壤普查及庄浪县耕地质量评价数据,估算梯田土壤固碳速率并分析其影响因素。结果表明:1)该县农田土壤沟谷台地的有机碳含量最高,沟谷、梁峁坡地次之,沟谷川坪地有机碳最低,不同地形有机碳含量差异显著(P<0.05);2)80%的样点土壤有机碳含量在6.0～11.0 g/kg之间,总体上0—20 cm农田土壤有机碳含量呈现正态分布,剖面有机碳含量从上至下呈逐渐递减规律;3)现阶段庄浪县0—20 cm农田土壤有机碳密度为20.02 t/hm2,低于全国耕层土壤有机碳密度平均水平(33.45 t/hm2),近30年0—20 cm土壤固碳速率为C 63 kg/(hm2.a),近5年固碳速率为C 26 kg/(hm2.a);4)在半干旱区县域尺度上,地形部位可解释43%的有机碳变异性,有机肥、坡向和田面坡度三者之和可解释47.1%的有机碳变异性,土壤类型可解释9.9%的有机碳变异性。综合分析表明,庄浪县农田土壤有机碳密度在过去30年间呈增加趋势,可能与庄浪县在60年代开始的大规模梯田建设和水土流失治理有关。

耕地土壤碳固存的措施与潜力

土壤CO2排放与土壤退化、土壤有机质(SOC)含量减少和土壤质量下降密切相关.耕地具有较大的碳固存潜力.通过采用最佳管理措施(BMPs)和进行土壤修复来提高土壤质量,能增加SOC含量和提高土壤生产力,并能部分起到减缓温室效应的作用.文章从土壤固碳的机制入手,系统总结了在耕作土壤碳固存方面的研究.从土壤侵蚀控制、退化土壤修复、保护性耕作、残落物管理,改善农作物制度等方面,论述了耕地的固碳潜力,并提出了一系列实现碳固存的措施.最后估算出耕地土壤总的固碳潜力为0.73～0.87 Pg/a.研究表明,在替代性能源开发之前,耕地碳固存是一项切实可行的措施.

碳固存技术的现状与发展

本文在世界碳固存技术最新进展的基础上,就固存的原理和分类,成本以及成本变化预测进行了讨论,并总结了中国在这方面的初步实践。最后提出了中国参与碳固存技术研究和项目合作的对策及政策建议。

秸秆还田模式对小麦-玉米轮作体系土壤有机碳固存的影响

为解决麦玉轮作体系小麦秸秆直接粉碎还田存在的弊端,基于多年麦玉秸秆还田定位试验,筛选高产-节本-地力提升为一体的还田模式。选择4种还田模式,即小麦玉米秸秆均不还田(WN-MN,CK1)、小麦玉米秸秆均粉碎还田(WC-MC,CK2)、小麦高留茬还田(WH-MN)和小麦高留茬-玉米粉碎还田(WH-MC)为研究对象,比较其产量表现、土壤有机碳贮量盈亏、碳库管理指数等指标,评价将小麦秸秆粉碎还田改成高留茬还田后形成的还田模式与两季秸秆均粉碎还田的优劣。结果表明,与WN-MN相比,WC-MC和WH-MC的土壤碳储量分别增加24.23%和16.05%;与试验开始前土壤有机碳储量相比,4种还田模式的土壤碳固持为–0.83~6.14 Mg·hm^(–2);维持土壤初始碳储量水平的最小碳投入量为4.06 Mg·hm^(–2)·a^(–1)。各处理不稳定有机碳组分的含量随着土层加深呈下降趋势。与WN-MN相比,WC-MC、WH-MC和WH-MN显著增加了0~20 cm表层不稳定碳组分的含量;WC-MC和WH-MC也显著增加了各土层的碳库管理指数。2015—2016周年产量,WC-MC、WH-MC平均较其他两个处理分别增加了34.5%、20.1%;2016—2017周年产量,以WH-MC最高,较其他处理平均高出11.1%。小麦高留茬-玉米粉碎还田模式下土壤有机碳储量、不稳定有机碳组分、碳库管理指数和作物产量均较高,且节本增效,表明该模式有利于关中平原麦玉轮作体系粮食生产可持续发展。

不同施肥强度和更新方式对杉木人工林碳固存的影响

研究不同施肥强度和更新方式对杉木人工林固碳的长期影响,对提升人工林固碳潜力具有重要意义。应用FORECAST模型模拟了不同施肥强度和更新方式对杉木人工林固碳的长期影响,达到优化经营杉木人工林的目标。研究表明,在中等立地条件下,150 a不同施肥强度处理对总固碳量的影响依次是:60 kg/hm^2N>120 kg/hm^2N>30 kg/hm^2N>0 kg/hm^2N,适宜的施肥可以提高土壤有机碳储量,如果过量会造成土壤"氮饱和"效应。杉木实生林生物碳储量要高于萌芽林,但萌芽林在水土保持、土壤养分及生物多样性等方面具有优势,在萌芽林下补植阔叶树形成杉阔混交林是一种理想的固碳经营模式。

湿地恢复对碳固存影响的研究进展

湿地生态系统是地球的一种主要生态系统,其储存碳的功能对全球碳的循环和平衡机制具有重要作用,对全球气候变化研究具有重要影响。对于湿地碳固存的含义以及影响因素已有一定研究,但对不同湿地恢复方式对碳固存影响的研究较薄弱,而恢复湿地的固碳功能是湿地碳研究和保护的前提。基于文献调研,从湿地碳固存的含义、湿地恢复与其他自然因素对碳固存的影响、相关的研究技术与方法等方面综述了湿地恢复对碳固存影响研究进展;并分析了研究过程中存在的问题,提出相应的发展趋势,为湿地碳固存的保护与恢复提供科学参考。

不同轮伐期对巨尾桉人工林碳固存的影响

【目的】深入探讨不同轮伐期对巨尾桉人工林碳固存的影响,为从应对全球气候变化的视角确定合理轮伐期提供理论依据。【方法】以轮伐期为短(7a)、中(13a)和长周期(21a)的巨尾桉人工林为研究对象,通过对不同轮伐期桉树林分生物量、碳固存、年平均固碳量的分析,揭示不同轮伐期对桉树林分碳固存的影响。【结果】巨尾桉人工林的生物量碳随着轮伐期的延长而逐渐增加,由7a轮伐期的(75.81±5.12)t·C/hm^2增至13a轮伐期的(180.11±19.97)t·C/hm^2以及21a轮伐期的(192.08±16.50)t·C/hm^2,方差分析表明,13a和21a轮伐期的总生物量碳显著高于7a轮伐期,而13a和21a轮伐期之间的差异不显著。巨尾桉人工林土壤有机碳随轮伐期延长而显著降低,由7a轮伐期的(89.99±0.35)t·C/hm^2、13a轮伐期的(85.42±0.76)t·C/hm^2下降到21a轮伐期的(74.64±0.24)t·C/hm^2。7~13a仍是巨尾桉人工林固碳能力迅速增长期,年平均总生物量碳由7a时的10.78t·C/(hm^2·a)迅速提高到13a的19.54t·C/(hm^2·a),增长81%;21a时巨尾桉人工林进入固碳能力下降期,年平均总生物量碳降至3.78t·C/(hm^2·a),固碳能力只是13a的19.34%。【结论】在南亚热带,巨尾桉人工林的最佳轮伐期确定在13a左右较为适宜,这与经济效益的最大化一致。

黄土高原土壤有机碳固存机制研究进展

黄土高原土层深厚,蕴藏着大量的土壤有机碳,由于植被自然生长和生态建设等因素,黄土高原生态系统发挥了、并在未来持续发挥重要的碳汇作用。在"双碳目标"的重大国家战略背景下,黄土高原土壤碳汇效应将迎来重大的转机和严峻的挑战。鉴于此,首先回顾了黄土高原植被恢复进程和土壤的固碳效应,聚焦植被恢复过程中土壤有机碳固存这一核心过程,基于土壤物理、化学和生物学的固碳机制和原理,并结合土壤"微生物碳泵"核心调控理论,论述了黄土高原植被恢复过程中土壤有机碳的固定过程,同时概括和总结了土壤有机碳固定的驱动因素;最后,对黄土高原土壤碳固存所存在的问题和挑战进行了展望,为黄土高原乃至我国陆地生态系统土壤碳汇功能、生态效益提升具有重大意义。

不同轮伐期对杉木人工林碳固存的影响

在全球气候变化背景下,科学的经营管理是人工林碳汇提升的主要途径。合理轮伐期从一定程度上反映了人工林集约经营的理念,是实现森林结构调整的主要影响因素之一。杉木(Cunninghamia lanceolata)多代连栽出现立地生产力下降与轮伐期的选择密切相关,开展不同轮伐期对杉木人工林碳固存影响的研究,可为其可持续经营提供理论依据。通过设置不同年龄序列的杉木人工林野外观测样地,应用野外观测数据对FORECAST模型进行验证,在此基础上模拟不同轮伐期对其碳固存的影响。结果表明:(1)短轮伐期(15年)在150年间的总固碳量较高,但固碳持久性较低,每个轮伐期之间的固碳量下降幅度较大,是一种不可持续的经营模式。(2)正常轮伐期(25年)和长轮伐期(50年)的总固碳量低于短轮伐期,但长轮伐期固碳持久性更强,有利于维持每个轮伐期内固碳量的稳定。(3)在好的立地条件下(立地指数(SI)=27),轮伐期越短对地力消耗影响越大,为了碳固存的持久性,建议杉木人工林的生态轮伐期选择在25年以上。(4)应用FORECAST模型可以定量地评估人工林的固碳能力,且该固碳能力是基于不同经营管理措施下的可持续固碳能力。

黑河中游边缘绿洲农田退耕还草的土壤碳、氮固存效应

研究黑河中游边缘绿洲农田退耕种植苜蓿5a后土壤碳、氮库的变化，通过对2个土类（开垦耕种的风沙土和灰棕漠土）退耕苜蓿地和相邻农田0～5、5～10和10～20cm土层土壤有机碳（SOC）和全氮（TN）、颗粒有机碳和氮（POC、PON）储量的分析表明：开垦耕种的风沙土和灰棕漠土有极低的SOC和TN含量，退耕种植苜蓿后0～20cm SOC储量提高了22．1％～27．8％，SOC的固存率平均为0．47Mg／（hm^2·a），0～5cm表层SOC储量变化最大，提高32％～66％；TN储量0～20cm储量变化不显著，在0～5cm表层TN储量风沙土和灰棕漠土分别提高12．8％和48．1％．退耕后POC和PON较SOC和TN有更显著的变化，其分配比例增加，0～20cm土层POC和PON储量分别提高22．8％～42．7％和18．6％～57．6％，在0～5cm变化最大；在瘠薄耕地转变为多年生苜蓿地后土壤C库的增加主要是由于POC的形成量增加．SOC含量相对更低的灰棕漠土比风沙土退耕后土壤C、N的增加更为明显．

杭州市不同土地利用类型的树木生长和碳固存

随着全球城市化的加剧,城市作为一个受强人类活动支配的生态系统,在显著改变土地利用的同时,也改变了城市内植被的碳吸收和碳储存能力。本文选取杭州具有代表性的2个树种香樟(Cinnamomum camphora)和悬铃木(Platanus acerifolia)为研究对象,调查并测量了720株树木的胸径、株高、株距和冠幅,测量了230株样木近10年的平均轮面积增量,对城市不同土地利用类型上不同树种的碳储存和碳吸收速率进行了估算和比较。结果表明,香樟碳储存为45kg C·m-2,悬铃木104kg C·m-2。香樟碳吸收速率在政府机关用地上最大,住宅区最小;而悬铃木在住宅区碳吸收速率远远大于商业区和政府机构用地。冠幅是影响香樟碳吸收速率的主要影响因子,而悬铃木的碳吸收速率与冠幅相关外还受到年龄的影响。在城市土地利用类型中乔木碳吸收是野外相同年龄乔木的5倍甚至更多。

退耕土壤的碳、氮固存及其对CO_2、N_2O通量的影响

采样分析陇中黄土高原地区农田退耕种植苜蓿3a、5a、8a后0～5、5～10、10～20cm土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、活性有机碳(SAOC)及矿质氮(NO3-N、NH4-N)含/储量的变化,并用静态箱—气质联用法对样地的CO2、N2O排放通量进行了测定,研究碳氮变化对土壤CO2、N2O排放通量的影响。结果表明:(1)SOC、TN基础含量很低的贫瘠土壤退耕后表现出明显的碳、氮固存效应,有很强碳、氮固存潜力。与未退耕休闲农田相比,退耕3a、5a、8a后0～20cmSOC储量分别提高了9.12%、20.18%、34.39%,SOC平均固存率分别为0.17、0.23、0.25mg/(hm2·a)。TN储量在5～10、10～20cm增加不明显,在0～5cm退耕3a、5a、8a后储量分别提高14.29%,35.71%和64.29%,各退耕年限0～20cmTN平均固存率均为0.2mg/(hm2·a);(2)退耕后各年限草地土壤活性有机碳(SAOC)含量有所增加,但各层含量变化不明显,其增加量远小于SOC的增加,说明退耕初期阶段积累了较多的土壤惰性碳;NO3-N含量增加明显,0～5、5～10cm土壤各退耕年限含量达5%的显著性差异,但退耕前后NH4-N含量无明显变化。(3)土壤CO2通量与SOC含量、SAOC含量、TN含量及N2O通量显著正相关;N2O通量与SOC含量、矿质氮含量及CO2通量显著正相关。说明在环境因素稳定的条件下,退耕后土壤碳、氮含量的增加会导致CO2、N2O排放的加剧,表现出大气CO2、N2O的"源"效应。

基于全生命周期评价某木结构建筑碳排放及减碳效果

分析浙江省一栋木结构建筑,建立合理的参照钢结构建筑和混凝土结构建筑,确定参照建筑的建材用量,并通过全生命周期评价法,计算原建筑及参照建筑的碳排放。通过对3栋建筑的碳排放进行分析发现:木结构建筑在建材生产阶段的减碳效果明显,在建造阶段、运行阶段和拆除回收阶段减碳效果不明显。相较于参照钢结构建筑和混凝土结构建筑,在不考虑木材固碳量的情况下,木结构建筑在全生命周期碳排放下降约4.04%和7.97%,考虑木材碳固存量则下降约15.78%和19.24%。

长期秸秆还田对水稻土团聚体有机碳及胞外酶的影响

土壤团聚体有机碳和胞外酶对于改善土壤结构和提高土壤碳固存能力至关重要,且易受农艺生产措施的影响。为探讨秸秆还田下土壤有机碳组分及胞外酶活性变化,开展了35年水稻-小麦轮作试验。本试验设置了无肥区(CK)、化肥区(NPK)和秸秆还田+化肥区(NPKS),研究了不同农艺措施对土壤团聚体有机碳(SOC)及其活性组分(可溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(EOC)、微生物生物量碳(MBC))含量与碳循环相关胞外酶(β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、β-1,4-木糖苷酶(BX)、β-D-纤维二糖水解酶(CBH))活性的影响。结果发现,大于0.25 mm团聚体中SOC、DOC和MBC含量显著高于小于0.25 mm粒级,且均以NPKS处理的效果最优,促进了土壤大团聚体有机碳组分更新。各粒级团聚体中MBC/SOC和DOC/SOC比值相对稳定,这表明MBC和DOC与SOC的动态变化趋势较为一致,可作为评价土壤有机碳的敏感指标。2~0.25mm粒级是团聚体胞外酶主要载体,均以NPKS处理活性最高;但大于2mm团聚体酶活性在不同农艺措施之间差异不显著。土壤团聚体中有机碳组分与胞外酶表现为互相促进的关系,其中SOC、DOC和MBC分配差异的主要影响因子为CBH,次要影响因子是BG;而EOC仅受到CBH的正向影响。CBH和BG可促进土壤有机碳周转,且在2~0.25 mm大团聚体中互促作用更剧烈。综上,长期秸秆还田配施化肥不仅有利于提升大团聚体碳的更新和周转速率,还提高了SOC含量,是稻田土壤可持续固碳的重要农艺途径。

生物肥料对土壤有机质状况和碳固存的影响——波兰北部S?popolska平原实地研究结果

施用生物肥料是维持或增加耕地土壤有机质（OM）含量，提高土壤肥力的管理措施之一。虽然生物肥料对有机质含量影响方面已经取得一些成果，但对腐殖质的组成成分影响研究却较少。

自然碳管理实践和碳固存的方法研究——以尼加拉瓜CommuniTree项目为例

全球气候变暖已成为人类生存问题,根据2015年《巴黎协定》,197个国家旨在将21世纪全球气温升幅控制在2摄氏度以内1。联合国国际气候变化专门委员会(IPCC)的林业专家建议,到2050年,全球森林将吸收多达870吨的碳含量2。IPCC同时指出,自然气候解决方案(Natural Climate Solutions,NCS)可以帮助人类实现37%的必要减排目标。