耕地质量与农田固碳能力协同提升途径

为了探索河南省2个典型区耕地质量及其评价因素与农田生态系统碳汇能力的关系,揭示耕地质量评价指标对农田生态系统固碳能力的影响程度和机理,采用相关分析和情景模拟法,分析各耕地质量评价指标与农田生态系统碳存储能力的相关性大小,以及耕地质量评价指标改变后引起的农田固碳能力变化幅度。结果表明,研究区农田生态系统总体表现为碳汇。两区耕地碳存储能力与耕地质量之间均存在显著线性相关性,豫东平原区耕地质量改变会引起其固碳能力更大幅度的改变;豫东平原区和燕山太行山山前平原区耕地质量等别分别为7.91、8.96等时,耕地碳吸收和碳排放达到平衡,等别优于平衡点时,耕地碳吸收量大于碳排放量,表现为碳汇,反之为碳源。两区多个耕地质量评价因素与农田固碳能力间存在显著相关关系,多个与农田固碳能力显著相关的耕地质量评价指标对耕地质量及其固碳能力均有较大影响,具体指标及影响程度既有相似之处,又有显著差别;通过情景模拟对豫东平原区耕地质量和固碳能力影响显著的指标,依次为反映作物产量水平的利用系数、灌溉保证率、排水条件,而燕山太行山山前平原区则依次为灌溉保证率、利用系数、地形坡度。因此,可以通过采取耕地质量建设措施实现耕地质量和农田生态系统固碳能力的共同提升,燕山太行山山前平原区耕地质量建设工程的重点方向应依次为农田灌溉工程、作物产量提升工程、土地平整工程;豫东平原区则依次为作物产量提升工程、农田灌溉工程、农田排水工程。对确保粮食安全前提下实现碳中和途径进行有益探索,进而为碳中和背景下农田建设工作提供技术参考。

城市公园常见植物固碳能力评估

为探究杭州市常见植物在四季生长过程中的固碳能力,以杭州西湖风景名胜区典型的50种植物为研究对象,结合便携式光合仪和植物冠层分析仪创新研究方法,分别测算植物四季的光合速率及叶面积,以评估其固碳能力。结果表明:广玉兰固碳能力最强,樟、三球悬铃木等较强,火棘、绣球、金丝桃较弱;乔木固碳能力强于灌木,常绿乔木固碳能力最强;不同季节植物固碳能力为:夏季>秋季>春季>冬季。因此,在植物群落设计时,应加强高固碳能力植物的应用,增加常绿乔木的比例,最大程度提升植物景观美学价值和生态效益。

公路基础设施典型节能降碳技术减碳能力分析及应用

为促进公路基础设施低碳建设,本文总结了“十二五”“十三五”期间绿色公路主题示范工程建设情况,梳理了实施绿色公路示范项目采用的节能减排技术、交通运输行业节能低碳技术推广目录相关技术内容及标准情况,并对我国公路工程应用的典型节能减排技术,采用定性与定量相结合的方式进行了节能降碳能力分析,在此基础上提出典型节能减排技术的推广应用建议,为公路基础设施科学选用有效节能减碳技术措施提供支撑。

两种造礁石珊瑚固碳能力初步研究

珊瑚礁是海洋中生产力水平最高的生态系统之一,其碳循环受珊瑚光合作用、呼吸作用和钙化作用三大代谢过程的共同调节,过程十分复杂。为探明珊瑚固碳能力,明确其在光照和黑暗下固碳能力的变化过程,本研究以取自三亚蜈支洲岛健康风信子鹿角珊瑚(Acropora hyacinthus)和丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis)为研究对象,基于碳酸盐体系分析方法,通过设置光照、黑暗两种处理方式,测定试验前后水体理化因子变化,并根据CO_(2)体系计算软件得出水体溶解无机碳(dissolved inorganic carbon,DIC)和二氧化碳分压(partial pressure of carbon dioxide,pCO_(2))含量。结果显示:在光照条件下,两种珊瑚所处水体总碱度(total alkalinity,TA)和酸碱度(pH)下降,水温和溶解氧(dissolved oxygen,DO)上升,DIC和CO_(2)被持续消耗,产生碳汇效应;黑暗条件下,水体TA、pH和温度上升,DO下降,DIC和CO_(2)持续释放,产生碳源效应;比较光暗处理结果后,计算得出风信子鹿角珊瑚固碳率为0.00576mol··m^(-2)·h^(-1);丛生盔形珊瑚固碳率为0.00022mol··m^(-2)·h^(-1),风信子鹿角珊瑚固碳效率显著高于丛生盔形珊瑚(P<0.05);两种珊瑚光合作用吸收CO_(2)的量大于自身所产生的,属于CO_(2)的汇。综上所述,两种珊瑚最终降低了水体TA、DIC和pCO_(2),能够促进大气CO_(2)向海水转移,形成碱度汇和碳汇效应。

云南省植被固碳能力与产水、土壤保持服务冷热点识别

本文以云南省作为研究区域,评估植被生态系统的固碳能力与典型生态系统服务,并通过空间冷热点分析识别出固碳能力与典型生态系统服务的综合空间冷热点区域,结果表明:(1)2000~2020年,云南西双版纳地区的固碳能力最大,最大值分别为590.02和591.15gC/m^(2);固碳能力变化方面,迪庆、昭通、怒江、德宏以及临沧的固碳能力增加,占云南省地级市总数的37.5%;其余地区固碳能力呈下降趋势.整体来看,云南省植被生态系统固碳能力整体呈下降趋势.(2)2000~2020年,云南省产水服务能力最大值为2215.84和2045.83mm,产水服务总量变化总体呈下降趋势;2000~2020年,云南省土壤保持服务能力总体呈增加趋势,仅有德宏土壤保持服务总量呈降低趋势,占云南省地级市总数的6.25%;昆明、迪庆、怒江等其他地区的土壤保持服务能力为增加趋势.(3)2000~2020年,云南省植被固碳能力-产水服务-土壤保持三项服务的综合空间热点布局变化较小,冷点布局变化较大.综合空间的热点区域(99%可信度、95%可信度、90%可信度)主要分布于西双版纳、普洱、临沧、德宏等地区,其中,极热点区域(99%可信度)在西双版纳分布最为明显.研究结果可为固碳能力与生态系统服务空间格局优化提供参考.

长期深松耕作结合秸秆还田对土壤团聚体固碳能力与无机稳定机制的影响

分析长期耕作和秸秆还田对土壤团聚体固碳能力的影响,探讨团聚体铁铝氧化物的无机稳定机制,为选择合适的农田管理措施提供理论依据。试验设深松还田(STs)、深松不还田(ST0)、免耕还田(NTs)、免耕不还田(NT0)4个处理。用湿筛法测水稳性团聚体,用TOC分析仪测土壤有机碳和团聚体有机碳,用比色法测各形态铁铝氧化物,分析比较4个处理对各指标的影响。结果表明,与深松相比,免耕的平均重量直径、几何平均直径增加了18.6%、6.8%。与免耕相比,深松各粒级的有机碳含量按粒级从高到低依次提高了27.9%、28.8%、16.9%、11.0%和5.5%。深松的总碳储量比免耕提高了11%,秸秆还田的总碳储量比秸秆不还田提高了11%。深松全还田的表层土壤游离态铁氧化物含量相比于其他处理均提高了近50%。深松的无定形铁的含量比免耕提高了大约43%。深松的络合态铝的含量比免耕提高了65%。因此,长期深松结合秸秆还田能有效提高土壤固碳能力和团聚体无机稳定性。

不同波长脉冲LED光源的频率和占空比对植物光合速率和光碳能力的影响

本文分析了脉冲发光二极管(LED)光源的研究进展,制作了不同波长的脉冲LED光源面板;测量了灯面板下方25 cm处光合光子通量密度(PPFD)随光源波长、频率和占空比的变化;在固定光源工作周期条件下,研究了光合速率随频率的变化,发现在不同波长下,植物光合速率具有最佳频率;在固定光源频率条件下,研究了光合速率随占空比的变化,发现在不同的占空比下,植物的光合速率有其最佳的占空周期;由于在固定频率或固定占空比条件下,其PPFD不能随着占空比和频率的变化而保持恒定,因此提出了光碳能力的概念(光碳能力=光合速率⋅PPFD^(-1)=Pn⋅PPFD^(-1),其中Pn为光合速率,其生物学意义是一个光子能量转换多少二氧化碳分子进行光合作用);在固定光源占空比条件下,研究了光碳能力随频率的变化。每种光源,均有对应优化的频率,对应得到此种光源下最大的光合速率;每种光源,均有对应优化的频率,对应得到此种光源下最大的PPFD;每种光源,均有对应优化的频率,对应得到此种光源下最大的光碳能力。本文通过提出光碳能力来衡量植物光照参数与碳减排量之间的对应的关系,希望以后光学设计可以通过优化此参数获得最优化的光照条件来获得最经济的碳减排量。

分布式零碳能源规模化发展与产业空间格局重构——新经济地理学产业空间集聚模型的适用性辨析

新经济地理学从集聚力和分散力的角度来阐述空间结构变化,并且大多数新经济地理学模型重点研究了产业空间分布和知识溢出、环境污染等因素的关系,考虑到具有垄断特质的化石能源在碳中和时代导向下转向具有分散特质的零碳可再生能源为主的大趋势,进而对产业空间分布特征产生相应的影响。在传统新经济地理学模型的基础上,构建了一个以中心和外围地区为基础的经济地理模型,涵盖了非能源、化石能源(包括核能)和可再生能源三个不同部门,同时考虑了劳动力、资本和能源三个要素,并将可再生能源消费份额的提升作为重要的分散力。研究发现:化石能源和可再生能源消费份额的大小会影响中心和外围地区的资本收益率差异的长期均衡效用水平,并且可再生能源份额上升会导致中心地区的影响力趋于减弱;通过数值模拟来分析贸易自由度变化对产业空间均衡分布的影响,发现提高零碳可再生能源利用水平后,在产业空间分布格局所呈现的“中心-外围”形式中,中心地区的集聚力趋于弱化,外围地区的分散力得以强化;以零碳能源为要素的可再生能源系统能够使得产业空间组织方式发生变化,并推动经济空间集聚发展向均衡发展方向转变。可见可再生能源发展对产业空间布局所产生的影响,表现为推动能源生产结构由垄断集中向扁平分散化方向转移的动能,从而提速零碳能源的生产和消费革命,加速转轨别离化石能源。

干旱对热带植被固碳能力的影响研究进展

相关学者在热带地区植被生态系统碳汇大小及其驱动机制方面尚存在争议,但普遍认为干旱是影响植被生态系统碳汇功能的最主要胁迫因子。文章梳理了国内外干旱对植被固碳能力的影响研究进展,并就气象环境对植被活动及固碳能力影响的研究方法进行分类和总结。最后就海南如何开展热带地区植被固碳能力研究提出了建议,建议选择与植被光合作用密切相关的监测指标,从干/湿季节和极端干旱事件两个方面研究干旱对热带植被固碳能力的影响。

构建绿色低碳能源体系,助推新型工业化

绿色低碳是新型工业化的生态底色。新型工业化之所以“新”,根本条件之一就是底色必须“绿”。目前,我国工业领域占据六成的能源消费总量,碳排放占总量的七成左右(工业和信息化部节能与综合利用司,2024)。绿色发展要成为新型工业化的普遍形态,离不开绿色低碳能源体系的支撑。构筑绿色低碳能源体系,将擦亮新型工业化生态底色,为实现高质量发展、锻造我国绿色制造业长板优势提供基础保障。

城市绿地乔木固碳能力及碳抵消效果评估

定量测算城市绿地乔木固碳能力及抵消碳排放,可为森林城市建设的树种选择和配置提供决策支持。基于高清卫星遥感影像数据和有关经济社会统计数据,结合实地调查,利用生物量模型法测算南充市主城区绿地乔木的固碳能力,探讨群落结构与固碳能力的影响;分析抵消城市能源CO_(2)排放的成效。结果表明:1)南充市主城区绿化植被中木本植物共269种,分属76科163属。出现频度最高的为桂花、银杏、黄葛树、天竺桂、樟木、樱花等10个树种。2)各类绿地林分平均密度677±425株·hm^(-2),平均胸径21.01±7.15 cm,平均树高8.52±2.06 m。3)各类绿地碳密度按大小为广场用地>附属绿地>公园绿地>防护绿地;固碳速率最大的是附属绿地(2.54 t·hm^(-2)·a^(-1)),最小的是公园绿地(1.64 t·hm^(-2)·a^(-1))。4)南充市主城区绿地乔木2020年碳固定量为9 347 t,能源CO_(2)总排放量为1 016.55万t,绿地乔木大约抵消城市能源0.09%CO_(2)的排放量。最后,建议南充市在城市森林营建过程中,应优先考虑多树种混合使用,并适时调整群落密度以优化林分结构、改善生境条件,促进林木整体水平的生长,进而提高群落的固碳能力;同时尽量采用近自然、较为粗放的经营方式,以减少碳排放。

玉米秸秆还田对土壤地力及固碳能力的影响

为探明农产品化肥减量后土壤养分的变化,促进玉米秸秆还田,提升土壤肥力,从2019年开始在黑龙江省大庆市所属4个牧场连续3年进行玉米秸秆还田试验,期间随机选取31处采样点分别进行3次抽样,分析土壤样品中pH、碱解氮、有效磷、速效钾、有机质、有机碳和水溶性盐等指标,以此判断玉米秸秆还田对土壤地力和固碳能力的影响。结果表明,长期玉米秸秆还田土壤中有机质含量由21.2 g·kg^(-1)增长至23.6 g·kg^(-1);秸秆还田土壤中有效磷的含量平均增长约144.0%,而未还田土壤中有效磷含量的平均增长约138%;碱解氮含量由166.50 mg·kg^(-1)增长至194.50 mg·kg^(-1),且2022年与2021年测定的碱解氮含量差异显著。可见秸秆还田后土壤固碳能力增加,肥力增强,而pH一直维持在7.92~8.23。因此,合理运用玉米秸秆还田可改善土壤耕作环境,减少土壤中盐分聚集,提高土壤对有机碳的固定效果,调节土壤的酸碱稳定性,对东北土壤生产力的可持续发展具有重要意义。

不同利用方式对灯心草群落固碳能力的影响

本文以贵州龙里草原为试验地,通过对龙里灯心草群落的植被、地表凋落物和土壤主要组分进行实地观测,探究围封、刈割、放牧3种利用方式对草地固碳能力的影响。结果表明:3种利用方式植被地上生物量以围封最大,刈割次之,放牧最小;不同利用方式对凋落物影响不明显。3种利用方式对植被地下生物量的影响不同。不同利用方式对土壤有机碳、全氮的影响显著,对土壤全磷及容重的影响不大。3种利用方式主要通过改变土壤主要组分来影响植被生长,进而改变植被生物量,从而改变灯心草群落的固碳能力以及对环境的贡献。围封、放牧、刈割通过改变土壤有机碳及容重来改变土壤的固碳能力。

低碳能源技术创新对碳排放效率的影响研究——基于空间溢出效应视角

在气候变化背景下,中国作为最大的碳排放国,亟需提高碳排放效率助力实现碳达峰目标。低碳能源技术创新被认为是应对气候变化的关键手段,具有减排和提率的双重潜力。为此,本文基于2006~2022年我国286个城市的数据,从空间溢出的视角探讨了中国低碳能源技术创新对碳排放效率的影响,并进一步讨论了其作用机制及异质性。主要结论表明:低碳能源技术创新对碳排放效率的影响具有正向空间溢出效应;促进产业结构优化、加强环境规制和提高科技支持能扩大低碳能源技术创新的减排提效能力;西部地区的低碳能源技术创新对碳排放效率的影响具有显著空间溢出性;核能和水能技术创新对当地碳排放效率提升作用最明显,地热能和生物质能技术创新的空间溢出效应最显著。

增产与减碳能否兼得?——粮食主产区设立的农业碳减排效应研究

在粮食安全底线和“双碳”任务双重压力下,准确把握粮食增产政策与农业碳排放的关系,对于推进农业高质量发展具有重要意义。把设立粮食主产区视为一项外生政策干预的准自然实验,运用双重差分法和中介效应模型,考察粮食主产区设立对农业碳排放的影响及其作用机制。研究发现:粮食主产区设立在筑牢粮食安全底线的同时,还对粮食种植环节的农业碳排放具有显著的削减效应,被划定为主产区使得该省份粮食生产碳排放强度和密度分别下降了2.61%和3.58%,而且这一碳排放削减效应表现出逐渐增强的长期动态特征。异质性检验发现,粮食主产区设立对不同来源碳排放的削减效应存在明显差异,对化学制品类排放源削减作用最大,土地利用类排放源次之,化石燃料类排放源不明显。作用机制分析证明,农作物种植结构优化的“结构效应”、粮食种植规模扩大的“规模效应”和农业技术进步的“技术效应”,是粮食主产区设立削减农业碳排放的重要机制,三种效应联合可以解释碳排放削减总效应的64%左右。

毛乌素沙地羊柴人工林生物量特征及固碳能力研究

为了巩固和提升沙地生态系统的碳汇能力,本研究选择毛乌素沙地羊柴(Corethroden‐dron fruticosum)人工林为研究对象,分析了不同林龄羊柴人工林的植被层、枯落物层、土壤层的生物量及碳密度特征。结果显示:羊柴地上生物量从8 a生到17 a生增加了1.76倍,而草本层生物量、枯落物层生物量差异不显著。羊柴的平均碳含量为48.11%,草本层的平均碳含量为42.83%,枯落物层的碳含量为42.29%。随着林龄增加,羊柴人工林碳密度显著增加(P<0.05),灌木层碳密度增长了175%,草本层增长了6.89%,枯落物层增长了15.12%,土壤有机碳含量增长了16.69%。研究表明,不同林龄的林分生物量存在较大差异,开展不同环境条件、林分结构下植被的生物量及碳密度研究,可为准确估算林分固碳能力提供科学依据。

基于InVEST模型的陆良县固碳能力研究

以云南省曲靖市陆良县为例,通过2000、2005、2010、2015、2020年5期土地利用数据和碳密度数据,利用GIS和InVEST的碳储量模块,获取研究区碳储量的时空分布数据,分析近20年陆良县碳储量变化特征。结果表明,20年间耕地和林地面积略微下降,而草地面积减少较为明显,水域和建设用地面积增加明显,未利用地减少明显。碳储量总体呈减少趋势,尤其是2015—2020年减少明显,与土地利用类型变化表现一致。不同类型土地在碳储量变化方面存在明显差异,林地的平均碳储量最高,而建设用地、水域和未利用地的平均碳储量较低。碳储量空间分布变化不大,高值区主要分布在林地区域,低值区主要在建设用地和耕地集中区域。综上所述,土地利用变化与碳储量变化之间存在密切关联,城市化进程、耕地减少等因素可能导致碳储量的减少,而对林地的保护、湿地的保护等措施可能有助于维持或增加碳储量。

京津风沙源治理区植被固碳能力估算及归因分析

植被固碳能力是陆地生态系统碳汇的基础,可通过净生态系统生产力(NEP)这一重要指标来反映。估算植被固碳能力是生态学和地表生态系统研究领域的共同科学问题,揭示其变化特征及其因素影响对于区域生态系统具有重要意义。以京津风沙源治理区为研究区,估算了2000—2020年京津风沙源治理区NEP,并利用趋势分析法和稳定性分析法等方法分析其时空变化特征,并利用地理探测器探究了影响NEP的自然因素与人类活动因素。结果显示:(1)2020年,京津风沙源治理区的NEP均值为110.09 gC m^(-2)a^(-1),碳汇区面积约为3.591×10~5 km^(2),占总面积的78.80%;(2)2000—2020年,京津风沙源治理区多年平均NEP为77.54 gC m^(-2)a^(-1),年际变化率为4.118 gC m^(-2)a^(-1),总体上呈上升趋势,研究区以NEP明显增加区为主,占比55.16%,主要分布在研究区南部,NEP呈下降趋势地区仅占比0.15%,主要分布在北部干旱草原沙地治理区,呈斑块状分布;(3)不同生态系统NEP从高到低依次为林地、农田和草地,林地固碳作用较强,未来林地固碳潜力较大,草地面积占研究区的70%,其总固碳量远超其他类型且呈增加趋势;(4)影响京津风沙源治理区NEP的主导因素为年降水量,其次,生态工程的实施也是NEP变化的重要影响因素,不同因素对京津风沙源治理区NEP的影响表现为双因子增强或非线性增强。围绕京津风沙源植被固碳能力估算以及影响因素的空间分异性,研究也在一定程度上提出了空间恢复的建议,以期为京津风沙源加强植被固碳能力以及生态修复等决策提供科学依据。

河南省农村居民低碳能源消费行为影响因素探析--基于模糊集定性比较分析方法

近年来,农村居民生活消费碳排放量不断增长,已成为阻碍社会可持续发展的重要原因。以河南省637位农村居民为研究对象,利用模糊集定性比较分析方法(fsQCA),探究河南省农村居民低碳能源消费行为的影响因素。研究发现:单个因素均无法构成高低碳消费行为的必要条件,有6条路径可提高低碳消费行为,政府政策、社会规范、环境责任感等因素在推动低碳消费行为时发挥重要作用,低碳消费认知对低碳消费行为的作用并不显著。研究从整体论的组态视角出发,对居民低碳消费行为的影响因素进行分析,拓展了低碳消费行为的研究范畴,为河南省实现节能降碳提供政策建议。

山东东营2001—2022年黄河下游生态系统固碳能力的变化分析

21世纪以来,受气候变化和人类活动的影响,黄河流域生态系统的固碳能力发生了剧烈变化,评价黄河流域生态系统固碳能力对推动该区域生态保护和高质量发展具有重要意义,但目前开展的相关研究却显得尤为不足。本文以黄河下游的山东省东营市为例,在大量野外采样数据的基础上,采用CEVSA ES模型,对研究区22年来的生态系统的固碳能力进行模拟。在此基础上,利用ArcGIS和ENVI等软件,采用线性变化趋势分析的方法,对于研究区生态系统的固碳能力的时空变化趋势进行分析。研究结果表明:东营市中部和南部少部分地区净生态系统生产力增长较快,而北部和滨海地区的增长相对缓慢。随着时间的推移,整体上净生态系统生产力呈现增长趋势。总初级生产力在东营市中部和南部少部分地区增加较快,北部和滨海地区增长缓慢,随着时间的增长,总初级生产力总体呈现增长状态。东营市生态系统呼吸在滨海和南部少部分地区增长较快,中部地区生态系统呼吸呈递减趋势,随着时间的推移,总体上生态系统呼吸呈现下降趋势。该结果对黄河下游生态系统固碳能力的变化分析具有重要意义。