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Processes involving soil CO_(2)dynamic in a sector of Chaco-Pampean plain,Argentina:An isotope geochemical approach
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作者 Sanci Romina Panarello Héctor 《Acta Geochimica》 EI CAS CSCD 2024年第5期947-958,共12页
The magnitude and spatial variability of CO_(2)surface emissions and processes involving CO_(2)released to the atmosphere from the soils are relevant issues in the context of climate change.This work evaluated CO_(2)f... The magnitude and spatial variability of CO_(2)surface emissions and processes involving CO_(2)released to the atmosphere from the soils are relevant issues in the context of climate change.This work evaluated CO_(2)fluxes and^(13)C/^(12)C ratio of vegetation,organic matter,and soil gases from no disturbed soils of Chaco Pampean Plain(Argentina)with different soil properties and environmental conditions(PL and PA units).Soil organic decomposition from individual layers was accompanied byδ^(13)C of total organic carbon(δ^(13)C-TOC)values more enriched to depth.δ^(13)C-TOC values in the upper soil profile~ca.0–15 cm were like the plant community of this area(~−33 to−29‰)whileδ^(13)CTOC varied stronger bellow horizon A,till~−24‰.Bothδ^(13)C-TOC and soilδ^(13)C-CO_(2)were similar(~−24 to 26‰)at deeper horizons(~50–60 cm).Toward the superficial layers,δ^(13)C-TOC andδ^(13)C-CO_(2)showed more differences(till~4‰),due influence of the diffusion process.Horizon A layer(~0–20 cm)from both PL and PA units contained the most enrichedδ^(13)C-CO_(2)values(~−15–17‰)because atmospheric CO_(2)permeated the soil air.A simple two-component mixing model between sources(atmosphericδ^(13)C-CO_(2)and soil CO_(2))confirmed that process.Isotopically,CO_(2)fluxes reflected the biodegradation of C3 plants(source),diffusive transport,and CO_(2)exchange(atmosphere/soil).Soil moisture content appeared as a determining factor in the diffusion process and the magnitude of CO_(2)surface emissions(12–60 g·m^(−2)·d^(−1)).That condition was confirmed by CO_(2)diffusion coefficients estimated by air-filled porosity parameters and soil radon gradient model. 展开更多
关键词 soil co_(2) Carbon isotopes Isotope fractionation Radon gases
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Effect of CO_(2)exposure on the mechanical strength of geopolymerstabilized sandy soils
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作者 Hamid Reza Razeghi Armin Geranghadr +2 位作者 Fatemeh Safaee Pooria Ghadir Akbar A.Javadi 《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》 SCIE CSCD 2024年第2期670-681,共12页
In recent years,there has been growing interest in developing methods for mitigating greenhouse effect,as greenhouse gas emissions continue to contribute to global temperature rise.On the other hand,investigating geop... In recent years,there has been growing interest in developing methods for mitigating greenhouse effect,as greenhouse gas emissions continue to contribute to global temperature rise.On the other hand,investigating geopolymers as environmentally friendly binders to mitigate the greenhouse effect using soil stabilization has been widely conducted.However,the effect of CO_(2)exposure on the mechanical properties of geopolymer-stabilized soils is rarely reported.In this context,the effect of CO_(2)exposure on the mechanical and microstructural features of sandy soil stabilized with volcanic ash-based geopolymer was investigated.Several factors were concerned,for example the binder content,relative density,CO_(2)pressure,curing condition,curing time,and carbonate content.The results showed that the compressive strength of the stabilized sandy soil specimens with 20%volcanic ash increased from 3 MPa to 11 MPa.It was also observed that 100 kPa CO_(2)pressure was the optimal pressure for strength development among the other pressures.The mechanical strength showed a direct relationship with binder content and carbonate content.Additionally,in the ambient curing(AC)condition,the mechanical strength and carbonate content increased with the curing time.However,the required water for carbonation evaporated after 7 d of oven curing(OC)condition and as a result,the 14-d cured samples showed lower mechanical strength and carbonate content in comparison with 7-d cured samples.Moreover,the rate of strength development was higher in OC cured samples than AC cured samples until 7 d due to higher geopolymerization and carbonation rate. 展开更多
关键词 soil stabilization co_(2)effect GEOPOLYMER
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Global CO_(2)concentration change induced by“trigger-connectors”model,especially since about 24 Ma?A preliminary hypothesis
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作者 LI Leyi CHANG Hong 《地球环境学报》 CSCD 2024年第4期545-565,共21页
Background,aim,and scope The tectonic uplift of the Cenozoic Tibetan Plateau has produced a chain effect,which is an excellent location for Earth system science research,and its uplift process,mechanism and environmen... Background,aim,and scope The tectonic uplift of the Cenozoic Tibetan Plateau has produced a chain effect,which is an excellent location for Earth system science research,and its uplift process,mechanism and environmental effects are the hot spot and frontier of the current research.The“Tibetan Plateau uplift-weathering-CO_(2)concentration-global climate change”model was put forward by Raymo and Ruddiman to interpret the Late Cenozoic climate change.However,there are still some questions suspended,such as does the weathering of the Tibetan Plateau have the ability to control the global climate?How to explain the modern-like global CO_(2)concentration starting at about 24 Ma?Here,a short space was taken to present a brainstorm about the above questions on account of existing geological pieces of evidence.Materials and methods In this paper,we integrate the formation and evolution of the Yangtze River and Pearl River,the origin and development of the Asian inland aridification-monsoon system,the Cenozoic tectonic uplift process of the Tibetan Plateau,and the westerly winds to discuss and analyze the relationship between the Cenozoic CO_(2)concentration changes and the uplift of the Tibetan Plateau and why the CO_(2)concentration similar to the present was formed at about 24 Ma.Results Similar correspondence of the surface uplift history of Xizang,other global mountains,and the declining CO_(2)concentration could support the theory Tibetan Plateau weathering inf luences CO_(2)concentration.Starting from 24 Ma,the most important character was the uplift and erosion of Xizang and Himalaya,collaborating with Ocean Iron Fertilization(OIF)together as an entity to control the atmospheric CO_(2)concentration because the great Asian rivers,Asian monsoons,and westerlies connected Xizang and surrounded seas together through materials transportation.Discussion Paleogeographic reconstructions from 40 Ma to 20 Ma illustrate that the main topographic change occurred in the Andes,Cordillera orogenic belt,and Xizang.We comprise a comprehensive set of evidence from independent data,which correspond temporally with the tipping point(about 24 Ma)of the atmospheric CO_(2)and we noticed that modern-like Asia monsoon,inland aridity,Asian great rivers,and climate zone formed at about 24 Ma and also there are tectonic activities for the Andes and Rockies.We raised the possibility that the modern-like atmospheric CO_(2)concentration at about 24 Ma was caused by the above geological factors.Here the rivers,monsoon,and westerlies are termed as“connectors”.In addition,these Asian rivers originated from Xizang,the monsoon,and inner Asian aridification are strongly a function of the uplift and growth of Xizang,thus,Xizang here is named as“trigger”.The distinct character of“trigger-connectors”model is that this not only takes the monsoon,westerlies,and the global great rivers into consideration but also expands the range which inf luences atmospheric CO_(2)concentration,from local points to a vast area since about 24 Ma,such as from Tibetan Plateau to Asia,including surrounded seas,after about 24 Ma.However,because the opening of the Late Oligocene-Early Miocene Antarctic periphery straits is highly coincident with the onset of modern-like global atmospheric CO_(2)concentration,we are forced to consider that they also had a significant impact on the reduction of atmospheric CO_(2)concentrations at this time.Conclusions“Trigger-connectors”was put forward to explain the Cenozoic CO_(2)variation,especially modern-like global CO_(2)concentration since about 24 Ma.Recommendations and perspectives Here we use the“trigger-connectors”model to explain the formation of modern-like CO_(2)concentrations starting at about 24 Ma,but there are still some problems.The most important premise for the“trigger-connectors”model is the constructed Cenozoic CO_(2)concentration record is reliable,which is the foundation of our hypothesis.In the future,potential improvements should focus on topographic reconstructions of Xizang and the global mountains.Here we have concentrated on Xizang in the considered timeslices but still,pay less attention to other global orogenic belts.Collaborations with geologist experts in those regions could provide valuable feedback to evaluate their potential role of them in CO_(2)evolution.What is more,considerable progress may be achieved with the addition and consideration of more and new geological data. 展开更多
关键词 Tibetan Plateau co_(2)concentration WEATHERING trigger-connectors
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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 被引量:1
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作者 田茜 杨芳 +1 位作者 王召欢 张庆印 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1928-1939,共12页
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... 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。 展开更多
关键词 土壤co_(2)排放 土壤呼吸 陆地生态系统 增温 Meta分析
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大气CO_(2)浓度升高背景下秸秆还田对小麦土壤氮矿化的影响
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作者 杨净 王紫芊 +5 位作者 来夏萱 郝兴宇 宗毓铮 张东升 史鑫蕊 李萍 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2228-2236,共9页
为探讨小麦土壤氮矿化对CO_(2)浓度升高、秸秆还田及其交互作用的响应,本研究利用人工控制气候室设置2种CO_(2)浓度处理CK(CO_(2)浓度为400μmol·mol^(−1))、EC(CO_(2)浓度为600μmol·mol^(−1)),3种秸秆处理:秸秆不还田(R)、... 为探讨小麦土壤氮矿化对CO_(2)浓度升高、秸秆还田及其交互作用的响应,本研究利用人工控制气候室设置2种CO_(2)浓度处理CK(CO_(2)浓度为400μmol·mol^(−1))、EC(CO_(2)浓度为600μmol·mol^(−1)),3种秸秆处理:秸秆不还田(R)、秸秆掺入(I)、秸秆覆盖(M),测定小麦土壤理化性质、碳氮相关酶活性;通过为期35 d的室内培养试验,分析土壤硝态氮、铵态氮含量动态变化和净氮矿化速率等。结果表明,培养35 d后与秸秆不还田相比,两种秸秆还田方式均增加了土壤碳氮有效性,秸秆掺入和秸秆覆盖处理土壤净硝化速率在两种CO_(2)浓度处理下分别平均增加0.76和0.55 mg·kg^(-1)·d^(-1)。3种秸秆处理方式中,以秸秆掺入土壤净矿化速率最大;秸秆覆盖土壤净氨化速率较低,导致其净矿化速率低于秸秆掺入。与CK相比,CO_(2)浓度升高使土壤无机氮含量平均下降8.1%,土壤氮矿化量平均降低14.98 mg·kg^(-1)。与CK相比,CO_(2)浓度升高下秸秆还田使土壤无机氮含量增加74.2 mg·kg^(-1),主要是由于土壤硝态氮含量增加了73.8 mg·kg^(-1),导致土壤净硝化速率提高了0.57 mg·kg^(-1)·d^(-1);CO_(2)浓度升高下土壤净氨化速率整体下降,其中秸秆覆盖下降幅度较大,导致其净氮矿化速率低于CK。综上,CO_(2)浓度升高下秸秆还田增加了土壤氮的可利用性,其中秸秆覆盖提高了土壤氮固持能力,减少了氮素淋失,秸秆掺入增加了土壤氮矿化,可提供更多无机氮以供作物利用。本研究为未来气候变化背景下选择适宜秸秆还田措施以维持土壤供氮潜力提供了理论依据和技术支持。 展开更多
关键词 co_(2)浓度升高 秸秆还田 小麦土壤 氮矿化
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大气CO_(2)浓度升高背景下优化施氮对淹水稻田CH4排放的影响
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作者 黄薇 王圆媛 +3 位作者 刘超 伍翥嵘 李琪 胡正华 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1666-1676,共11页
为探讨未来气候变化条件下,合理管理氮肥以充分协调水稻产量与温室气体排放量之间的矛盾,实现低碳排放并保持水稻产量,本研究探讨了大气CO_(2)浓度升高120μmol·mol^(-1)与氮肥减施40%对淹水稻田水稻生产及CH4排放的影响及机理。... 为探讨未来气候变化条件下,合理管理氮肥以充分协调水稻产量与温室气体排放量之间的矛盾,实现低碳排放并保持水稻产量,本研究探讨了大气CO_(2)浓度升高120μmol·mol^(-1)与氮肥减施40%对淹水稻田水稻生产及CH4排放的影响及机理。利用开顶式气室(OTC)组成的CO_(2)浓度自动调控平台设置4个处理,即环境CO_(2)浓度+施氮250 kg·hm^(-2)(CK)、大气CO_(2)浓度升高120μmol·mol^(-1)+施氮250 kg·hm^(-2)(C+)、环境CO_(2)浓度+施氮150 kg·hm^(-2)(N-)、大气CO_(2)浓度升高120μmol·mol^(-1)+施氮150 kg·hm^(-2)(C+N-),分析了稻田CH4累积排放量(CAC)、水稻生物量及产量、土壤理化性质及酶活性等指标。结果表明:与CK处理相比,C+处理使CAC/产量显著提高了16.93%,N-处理使CAC/产量显著降低了13.33%,C+N-处理使CAC/产量降低了7.89%,但不显著;N-处理在一定程度上削弱了C+处理对CAC、CAC/产量、水稻生物量、土壤可溶性有机碳含量的促进作用;逐步回归分析表明,基于可溶性有机碳和硝态氮含量及土壤脲酶活性的线性模型,可解释稻田CH4累积排放64%的变异。综上,在大气CO_(2)浓度升高条件下,氮肥减施可通过影响土壤碳、氮基质及土壤脲酶活性来调节稻田CH4排放。 展开更多
关键词 大气co_(2)浓度升高 氮肥减施 CH4排放 水稻生产
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水稻土好氧甲烷氧化菌对大气CO_(2)浓度升高的适应规律
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作者 曹伟伟 严陈 +3 位作者 钟文辉 朱春梧 朱建国 贾仲君 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1055-1065,共11页
CH4是仅次于CO_(2)的第二大温室气体,而稻田是CH4的主要排放源,未来大气CO_(2)浓度升高情景下(elevatedCO_(2),eCO_(2)),水稻土好氧甲烷氧化过程及其功能微生物群落适应规律尚不清楚。依托中国FACE(FreeAir CO_(2) Enrichment)水稻田试... CH4是仅次于CO_(2)的第二大温室气体,而稻田是CH4的主要排放源,未来大气CO_(2)浓度升高情景下(elevatedCO_(2),eCO_(2)),水稻土好氧甲烷氧化过程及其功能微生物群落适应规律尚不清楚。依托中国FACE(FreeAir CO_(2) Enrichment)水稻田试验平台,通过13C-CH4示踪的室内微宇宙培养实验,采用稳定性同位素核酸探针(DNA-SIP)和高通量测序技术,研究未来大气CO_(2)浓度升高对水稻土甲烷氧化活性及其功能微生物的影响规律。结果表明:与常规大气CO_(2)浓度(ambient CO_(2),aCO_(2))相比,eCO_(2)条件下的甲烷氧化活性显著增加,从243 nmol·g^(-1) d.w.s·h^(-1)增加至302 nmol·g^(-1) d.w.s·h^(-1),增幅高达24.3%,甲烷氧化菌数量则增加了1.1倍~1.2倍。通过超高速离心获得活性甲烷氧化菌同化13CH4后合成的13C-DNA,高通量测序发现,未来大气CO_(2)升高情景下水稻土活性好氧甲烷氧化微生物群落极可能发生明显演替,与对照相比,类型I甲烷氧化菌甲基杆菌属Methylobacter的相对丰度增加16.2%~17.0%,而甲基八叠球菌属Methylosarcina的相对丰度下降4.7%~11.1%;同时刺激了食酸菌属Acidovorax和假单胞菌属Pseudomonas等非甲烷氧化菌的活性。综上所述:未来大气CO_(2)升高情景下,水稻土好氧甲烷氧化微生物群落结构发生分异,促进了甲烷氧化通量,而甲烷氧化的代谢产物可能引发土壤中微生物食物网的级联反应,是土壤碳储存和周转的重要功能微生物群。 展开更多
关键词 大气co_(2)浓度升高 水稻土 甲烷氧化菌 稳定性同位素核酸探针(DNA-SIP) 高通量测序
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基于上海高层建筑观测冬季大气CO_(2)/CH_(4)垂直变化
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作者 陈珑珑 肖薇 +5 位作者 杨帆 单萌 王君 胡凝 李若男 程凯 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期4155-4166,共12页
采用便携式温室气体分析仪于2021年12月6日~2022年3月31日在上海中心大厦255和500m高度以及浦东新区环境监测站25m高度连续观测大气CO_(2)和CH_(4)浓度.结果表明:(1)城市中不同高度上温室气体的日变化趋势存在差异,25m高度CO_(2)和CH_(4... 采用便携式温室气体分析仪于2021年12月6日~2022年3月31日在上海中心大厦255和500m高度以及浦东新区环境监测站25m高度连续观测大气CO_(2)和CH_(4)浓度.结果表明:(1)城市中不同高度上温室气体的日变化趋势存在差异,25m高度CO_(2)和CH_(4)浓度白天低夜间高,255和500m高度的浓度则白天高夜间低.各高度处CO_(2)和CH_(4)浓度变化都明显受大气边界层高度的影响,因此城市内部温室气体浓度垂直观测中观测点高度设置要充分考虑城市大气边界层的变化特征.(2)CO_(2)和CH_(4)浓度的垂直差异受到人为活动以及气象等条件的影响,可以指征城市大气CO_(2)和CH_(4)浓度增强的局地和区域贡献.(3)各高度处(25,255,500m)CO_(2)浓度与CH_(4)浓度均显著相关,但观测高度越高所代表的浓度贡献源区越大,多种排放源的干扰使得温室气体之间的同源性变差,导致其相关性随着高度增加而降低.城市温室气体浓度的垂直观测提供了从水平方向上无法获得的独特信息,因此有必要在城市开展立体化的温室气体监测,以便更好地捕捉大气温室气体浓度的变化,从而服务于城市碳减排政策. 展开更多
关键词 co_(2)和CH_(4)浓度 垂直差异 上海 大气边界层高度 CH_(4):co_(2)比值
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秸秆还田配施氮肥对黑土玉米田土壤CO_(2)排放与碳平衡的影响
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作者 齐智娟 徐敬文 +3 位作者 张忠学 宋芳 李铁成 孙嘉璐 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期284-293,共10页
为探寻不同秸秆还田方式配施氮肥对黑土玉米田土壤CO_(2)排放与碳平衡的影响,于2023年开展大田试验,设置秸秆离田(S0,对照)、秸秆覆盖还田(S1)、秸秆旋耕还田(S2)3种秸秆还田方式,同时设置常规施加氮肥(N,250kg/hm^(2))与不施加氮肥(W,0... 为探寻不同秸秆还田方式配施氮肥对黑土玉米田土壤CO_(2)排放与碳平衡的影响,于2023年开展大田试验,设置秸秆离田(S0,对照)、秸秆覆盖还田(S1)、秸秆旋耕还田(S2)3种秸秆还田方式,同时设置常规施加氮肥(N,250kg/hm^(2))与不施加氮肥(W,0kg/hm^(2),对照)2种施氮模式,共计6个处理。测定不同处理下玉米生育期土壤CO_(2)排放通量以及玉米收获后土壤有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)含量,探究土壤CO_(2)累积排放量与SOC、DOC、MBC含量的关系,并分析黑土玉米田生态系统碳平衡状况。结果表明:各处理中土壤CO_(2)累积排放量从大到小依次为S2N、S1N、S0N、S2W、S1W、S0W,其中S2N处理土壤CO_(2)累积排放量较S0W处理显著增加70.31%(P<0.05)。在相同施氮模式下,秸秆还田能够有效增加SOC、DOC、MBC含量,且土壤CO_(2)累积排放量与SOC、DOC、MBC含量呈正相关关系。不同秸秆还田方式配施氮肥下,S1N处理玉米产量最高,为13534.4kg/hm^(2),作物碳排放速率最低,为0.122kg/kg。不同秸秆还田方式配施氮肥下黑土玉米田生态系统碳平衡值均为正值,表现为较强的碳“汇”,其中S1N处理碳平衡值和土壤固碳潜力最大,较其他处理分别增加13.12%~94.05%、3.49%~25.32%。综上所述,在本试验条件下,秸秆覆盖还田+常规施氮(S1N处理)可以实现黑土玉米田土壤固碳减排和作物增产目的。 展开更多
关键词 玉米田 黑土 秸秆还田 氮肥 co_(2)排放 碳平衡
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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
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作者 武熳秋 商东耀 +4 位作者 帅斯樑 曹琰梅 柯浩楠 胡正华 李琪 《生态与农村环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期205-212,共8页
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... 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。 展开更多
关键词 水稻 co_(2)浓度 氮肥 CH_(4)排放
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作物-内生微生物响应CO_(2)浓度升高与干旱胁迫的作用机制研究进展
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作者 刘雨佳 张鹏 +4 位作者 李书鑫 刘磊 姜淼 李向楠 刘海峰 《中国生态农业学报(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1331-1340,共10页
全球变暖、二氧化碳(CO_(2))浓度升高和局部地区干旱加剧等环境变化对作物生长发育及产量造成的影响日趋明显。内生微生物是一类与宿主植物形成互利共生机制的微生物,由于其长期生活在植物体的特殊环境中,对作物的生长发育和抗逆性具有... 全球变暖、二氧化碳(CO_(2))浓度升高和局部地区干旱加剧等环境变化对作物生长发育及产量造成的影响日趋明显。内生微生物是一类与宿主植物形成互利共生机制的微生物,由于其长期生活在植物体的特殊环境中,对作物的生长发育和抗逆性具有重要作用,两者的共生关系会直接影响作物对环境变化的响应。本文主要综述作物-内生微生物共生系统及其在CO_(2)和干旱胁迫下对作物生理过程的调控,探讨了作物内生微生物群落的多样性以及促生效果、抑菌作用、抗逆能力,并重点关注了作物-内生微生物系统如何提高环境的耐受特性。具体而言,内生微生物可以通过提高宿主的气孔调节能力、增加根系吸收水分和养分的能力等方式,帮助作物适应CO_(2)浓度升高和干旱胁迫,从而减小环境变化对作物生长的负面影响,提高作物产量。此外,内生微生物还可以激活宿主的防御系统,提高其对病原体的抵抗能力,从而减轻病害对作物的影响。未来的研究应关注作物-内生微生物共生系统在不断升高的CO_(2)浓度和干旱复合胁迫下的响应机制,以提高作物对极端环境变化的抗性,为作物抗逆性育种提供新的思路和策略。 展开更多
关键词 co_(2)浓度升高 干旱胁迫 内生微生物 群落多样性 互作效应
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CO_(2)浓度缓增对冬小麦田N_(2)O排放的影响
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作者 曹琰梅 柯浩楠 +4 位作者 商东耀 武熳秋 帅斯樑 胡正华 李琪 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期855-864,共10页
为研究CO_(2)浓度缓增对冬小麦田N_(2)O排放的影响,利用由开顶式气室(OTC)组成的CO_(2)浓度自动调控平台,扬麦22号为供试材料开展田间试验。将大气CO_(2)浓度作为对照(CK),设置CO_(2)浓度缓增处理C_(80)(CO_(2)浓度缓慢增加80μmol/mol)... 为研究CO_(2)浓度缓增对冬小麦田N_(2)O排放的影响,利用由开顶式气室(OTC)组成的CO_(2)浓度自动调控平台,扬麦22号为供试材料开展田间试验。将大气CO_(2)浓度作为对照(CK),设置CO_(2)浓度缓增处理C_(80)(CO_(2)浓度缓慢增加80μmol/mol)和C_(120)(CO_(2)浓度缓慢增加120μmol/mol)。结果表明,CO_(2)浓度缓增处理没有改变小麦田N_(2)O排放通量的季节性变化特征。在2017-2018年冬小麦生长季,CK、C_(80)处理土壤N_(2)O累积排放量分别为(25.49±3.33) mg/m^(2)、(26.83±3.21) mg/m^(2);2018-2019年冬小麦生长季,CK、C_(120)处理土壤N_(2)O累积排放量分别为(113.06±2.66) mg/m^(2)、(121.20±9.28) mg/m^(2)。在2017-2018年冬小麦生长季,CK、C_(80)处理土壤-冬小麦系统N_(2)O累积排放量分别为(25.99±1.39) mg/m^(2)、(29.83±4.20) mg/m^(2)。各生育期土壤N_(2)O累积排放量与冬小麦地上部分生物量呈极显著正相关(P<0.01),土壤-冬小麦系统N_(2)O累积排放量与冬小麦地上部分生物量呈极显著正相关(P<0.01)。 展开更多
关键词 冬小麦 N_(2)O排放量 开顶式气室 co_(2)浓度缓增
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不同CO_(2)浓度和氮肥水平对稻田呼吸速率的影响
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作者 柯浩楠 曹琰梅 +4 位作者 商东耀 武熳秋 帅斯樑 李琪 胡正华 《农业资源与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期567-575,共9页
为研究不同CO_(2)浓度和氮肥水平对稻田呼吸速率的影响,利用12个开顶式气室开展田间试验,CO_(2)浓度设置对照(CK,自由大气CO_(2)浓度)、CO_(2)浓度比CK增加120μmol·mol-1(C1)和200μmol·mol-1(C2)3个水平,氮肥设置低氮(N1,15... 为研究不同CO_(2)浓度和氮肥水平对稻田呼吸速率的影响,利用12个开顶式气室开展田间试验,CO_(2)浓度设置对照(CK,自由大气CO_(2)浓度)、CO_(2)浓度比CK增加120μmol·mol-1(C1)和200μmol·mol-1(C2)3个水平,氮肥设置低氮(N1,15 g·m^(-2))和常规氮肥(N2,25 g·m^(-2))2个水平,试验共6种处理。结果表明:在相同施氮水平下,在灌浆期和蜡熟期,C1N1比CKN1处理的呼吸速率分别下降了23.4%(P=0.045)和49.1%(P=0.010);在抽穗期和灌浆期,C2N2比CKN2处理的呼吸速率分别升高了12.3%(P=0.009)和16.8%(P=0.047)。同一CO_(2)浓度下,不同施氮水平处理的呼吸速率表现为N2>N1,且在拔节期和抽穗期达到显著水平,在灌浆期达到极显著水平;其中在灌浆期和蜡熟期,C1N1比C1N2处理的呼吸速率分别下降了31.1%(P=0.004)和42.7%(P=0.010)。研究表明,大气CO_(2)浓度升高对稻田呼吸速率的影响因生育时期而异,氮肥减施可以降低稻田呼吸速率及CO_(2)累积释放量。 展开更多
关键词 co_(2)浓度 氮肥 呼吸速率 稻田 静态暗箱 气相色谱
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大气CO_(2)浓度升高背景下冬小麦冠层光谱特征和地上生物量估算
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作者 黄宏胜 张馨月 +1 位作者 居辉 韩雪 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期991-1003,共13页
本研究旨在探究大气CO_(2)浓度升高对冬小麦全生育时期冠层光谱特征的影响,并基于筛选的敏感波段建立地上生物量(AGB)与光谱参数的定量关系。为此,在2021—2022年的冬小麦生长季,利用开放式CO_(2)富集系统(Mini-FACE),设定大气CO_(2)浓... 本研究旨在探究大气CO_(2)浓度升高对冬小麦全生育时期冠层光谱特征的影响,并基于筛选的敏感波段建立地上生物量(AGB)与光谱参数的定量关系。为此,在2021—2022年的冬小麦生长季,利用开放式CO_(2)富集系统(Mini-FACE),设定大气CO_(2)浓度(ACO_(2),(420±20)μL L^(–1))和高CO_(2)浓度(ECO_(2),(550±20)μL L^(–1))两个处理水平,分析了高CO_(2)浓度下光谱特征变化,基于连续投影算法(SPA)、逐步多元线性回归(SMLR)和偏最小二乘法回归(PLSR)筛选AGB敏感波段并构建估算模型。结果表明:CO_(2)浓度升高使冬小麦拔节期和开花期AGB显著增加。红边和近红边反射率及红边面积在拔节期增加,在开花期和灌浆期降低,蓝边、黄边和红边位置在不同生育时期均发生移动;AGB的敏感光谱波段主要分布在红边和近红边区域,CO_(2)浓度升高缩小了AGB敏感波段范围,但不影响AGB的估算;AGB的SMLR和PLSR模型均取得了较高的估算精度(R^(2)>0.8),其中SMLR模型中的R_(799′)、D_(y)、SD_(y)和PRI等特征参数与AGB显著相关,R^(2)为0.866。PLSR模型(R^(2)>0.9)在估算精度和稳定性上优于SMLR模型。本研究可为未来高CO_(2)浓度下冬小麦生长发育的遥感监测提供理论基础和技术方法。 展开更多
关键词 co_(2)浓度升高 冬小麦 地上生物量 冠层光谱特征 回归分析
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土壤CO_(2)排放对微咸水与淡水交替灌溉的响应
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作者 陈艺伟 管瑶 +4 位作者 贺兴宏 李会文 王剑 王育强 范德宝 《节水灌溉》 北大核心 2024年第8期102-109,共8页
为揭示微咸水与淡水交替灌溉模式对土壤CO_(2)排放通量变化规律的影响,研究极端干旱区棉田3种灌溉水质(矿化度分别为2、3、5 g/L)和3种不同配比咸淡水交替[微咸水∶淡水=1∶1(W1);微咸水∶淡水=1∶4(W2);微咸水∶淡水=1∶0(W3)]灌溉对土... 为揭示微咸水与淡水交替灌溉模式对土壤CO_(2)排放通量变化规律的影响,研究极端干旱区棉田3种灌溉水质(矿化度分别为2、3、5 g/L)和3种不同配比咸淡水交替[微咸水∶淡水=1∶1(W1);微咸水∶淡水=1∶4(W2);微咸水∶淡水=1∶0(W3)]灌溉对土壤CO_(2)排放通量的影响。结果表明:①以2 g/L为对照,3 g/L微咸水与淡水交替灌溉处理CO_(2)累积排放通量减少了6.03%~7.19%;5 g/L微咸水与淡水交替灌溉处理CO_(2)累积排放通量减少了9.83%~10.15%;②在相同矿化度条件下,土壤CO_(2)累积排放通量为W2处理>W1处理>W3处理,淡水灌水量多的处理CO_(2)排放通量较大。③以2 g/L为对照,3 g/L和5 g/L处理产量平均提高了1.25%和3.64%,W1处理产量相较于W2、W3处理平均提高了24.02%和14.12%。随着灌溉水矿化度的增大,土壤CO_(2)排放通量减小,所有不同配比下矿化度为5 g/L的处理CO_(2)排放量均小于2、3 g/L的处理;在微咸水与淡水交替灌溉条件下,矿化度为3 g/L且微咸水∶淡水=1∶1的灌水处理,土壤CO_(2)排放通量降低且棉花产量最大,能够为合理利用微咸水及保护干旱区灌区农田生态环境提供理论依据。 展开更多
关键词 咸淡水 交替灌溉 土壤co_(2)排放通量
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微塑料对土壤CO_(2)排放的累积效应
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作者 田智 罗学刚 张宇 《安徽农业科学》 CAS 2024年第20期74-78,81,共6页
以控制性栽植体——大型根窖试验装置(以下简称根窖)为研究平台,通过连续3年、每年2茬农作物的种植,解析微塑料处理下不同类型土壤呼吸的变化特征;采用多元回归方程在微塑料积累量、分子量等不同条件下对土壤CO_(2)浓度随时间变化过程... 以控制性栽植体——大型根窖试验装置(以下简称根窖)为研究平台,通过连续3年、每年2茬农作物的种植,解析微塑料处理下不同类型土壤呼吸的变化特征;采用多元回归方程在微塑料积累量、分子量等不同条件下对土壤CO_(2)浓度随时间变化过程进行建模,并进行可视化呈现。结果表明,回归模型能够很好地描述土壤CO_(2)浓度变化规律,各模型R^(2)皆在0.75以上,模拟效果良好。对处理前后2组数据进行显著性方差分析得P值为0.0073,与对照组CO_(2)浓度上升速率(ω=0.728)相比,微塑料使土壤的CO_(2)浓度上升速率显著提高(ω=0.762)。微塑料的加入改变了土壤微气候环境,显著促进了土壤CO_(2)排放。 展开更多
关键词 微塑料 土壤co_(2)排放 累积效应 多元回归
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大气CO_(2)浓度对萝卜生长及氮磷钾养分吸收的影响
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作者 朱雪 施松梅 +4 位作者 王薪锯 弓月芳 何新华 蒲全明 杨正安 《贵州农业科学》 CAS 2024年第4期1-11,共11页
【目的】探明CO_(2)浓度升高是否改变土壤养分状况进而影响萝卜生长及养分吸收,为大气CO_(2)浓度升高条件下萝卜合理施肥方式提供理论依据。【方法】以糖晶萝卜为试验材料,设置4个CO_(2)浓度水平:C_(0)(大气CO_(2)浓度)、C_(1)(C_(0)+33... 【目的】探明CO_(2)浓度升高是否改变土壤养分状况进而影响萝卜生长及养分吸收,为大气CO_(2)浓度升高条件下萝卜合理施肥方式提供理论依据。【方法】以糖晶萝卜为试验材料,设置4个CO_(2)浓度水平:C_(0)(大气CO_(2)浓度)、C_(1)(C_(0)+33%C_(0))、C_(2)(C_(0)+67%C_(0))和C_(3)(C_(0)+100%C_(0)),研究不同CO_(2)浓度对萝卜生长、氮磷钾养分吸收及土壤养分的影响。【结果】与C_(0)相比,C_(1)、C_(2)和C_(3)处理萝卜地上生物量增加0.52%~34.68%,地下生物量增加63.00%~100.46%,总生物量增加37.83%~67.61%,CO_(2)浓度升高促进萝卜生长和干物质积累,且C_(2)处理最适宜;CO_(2)浓度升高降低萝卜地下氮磷和地上钾含量,但植株氮磷钾积累量分别增加39.77%~43.30%、2.08%~17.27%和38.38%~72.26%。土壤硝态氮、有效磷和速效钾在CO_(2)浓度升高条件下分别降低29.62%~34.20%、10.03%~14.12%和1.92%~16.62%。植株氮和钾积累量与植株干重呈显著正相关,与土壤硝态氮、有效磷和速效钾呈显著负相关。【结论】CO_(2)浓度升高通过增加脲酶和磷酸酶活性改善土壤肥力,促进植株氮磷钾养分吸收,进而提高萝卜产量。在大气CO_(2)浓度升高条件下,应合理增施氮肥、磷肥、钾肥,且氮肥施用量应大于磷肥和钾肥。 展开更多
关键词 萝卜 co_(2)浓度 生长 氮磷钾 土壤肥力
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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 被引量:2
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作者 苏立城 陈晓珊 +4 位作者 罗志忠 胡英 陈煜佳 吴道铭 曾曙才 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2717-2733,共17页
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... 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。 展开更多
关键词 氮添加 森林土壤有机碳库 土壤微生物 有机碳矿化 激发效应 co_(2)排放
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基于激光吸收光谱的CO/CO_(2)/H_(2)S浓度同步在线测量研究
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作者 张学军 陈勤根 +3 位作者 杨展 邓琴 贺拴玲 彭志敏 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1412-1416,共5页
CO、CO_(2)、H_(2)S是燃煤锅炉炉内气氛重要组成部分,其浓度不仅能够反映燃烧工况,还可作为水冷壁高温腐蚀程度判断依据,因此实现CO、CO_(2)、H_(2)S浓度的准确测量意义重大。首先采用波长调制-直接吸收(WM-DAS)方法结合约40 m长光程Her... CO、CO_(2)、H_(2)S是燃煤锅炉炉内气氛重要组成部分,其浓度不仅能够反映燃烧工况,还可作为水冷壁高温腐蚀程度判断依据,因此实现CO、CO_(2)、H_(2)S浓度的准确测量意义重大。首先采用波长调制-直接吸收(WM-DAS)方法结合约40 m长光程Herriott池,在室温低压下,开展不同CO/CO_(2)浓度配比下三种气体吸收率同步测量实验,结果表明三种气体的吸收率测量值与理论计算值相近,相对误差在6.82%以内,测量结果可靠性较高;然后对不同浓度CO/CO_(2)(0~2000μL·L^(-1))、H_(2)S(0~20μL·L^(-1))进行动态测量,结果表明,测量系统对三种组分浓度变化的响应具有较好的线性度。 展开更多
关键词 波长调制-直接吸收光谱 co浓度 co_(2)浓度 H_(2)S浓度 同步测量
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CO_(2)浓度和温度升高对玉米叶片结构和光合特性的影响
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作者 林孟杰 尚海鹏 +4 位作者 李孝永 孙磊康 李玉霞 贾绪存 王群 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2451-2460,共10页
为探讨CO_(2)浓度和温度升高对玉米(Zea mays L.)叶片解剖结构、气孔特征以及光合生理的影响,以郑单958为材料,采用开顶式人工气候室(OTC)设置4个处理:CK(对照,大气CO_(2)浓度,大气温度)、EC(仅CO_(2)浓度较CK高200μmol·mol^(-1))... 为探讨CO_(2)浓度和温度升高对玉米(Zea mays L.)叶片解剖结构、气孔特征以及光合生理的影响,以郑单958为材料,采用开顶式人工气候室(OTC)设置4个处理:CK(对照,大气CO_(2)浓度,大气温度)、EC(仅CO_(2)浓度较CK高200μmol·mol^(-1))、ET[仅温度较CK高(2±0.5)℃]、ECET[CO_(2)浓度较CK高200μmol·mol^(-1),温度较CK高(2±0.5)℃],分析CO_(2)浓度和温度升高对玉米叶片解剖结构、气孔特征、光合生理和物质生产能力的影响。结果表明,与CK相比,EC、ET和ECET处理玉米叶长和叶面积增加,气孔密度和长度减小;EC和ECET处理玉米叶片厚度、脉间距均增加,ET则相反,叶片厚度、脉间距均减小;EC处理叶片气孔导度和蒸腾速率显著降低27.30%和7.06%,瞬时水分利用效率显著提高7.37%;ET和ECET处理气孔导度、蒸腾速率和净光合速率均增加,瞬时水分利用效率显著降低;EC、ET和ECET处理叶片核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶活性均显著增加,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性则降低;EC处理增加了叶片中可溶性糖和蔗糖含量,降低了淀粉含量,ET则与EC相反,ECET处理淀粉含量显著增加;EC和ECET处理均增加了玉米生物量,但差异不显著。综上,CO_(2)浓度升高可在一定程度上缓解温度升高对玉米叶片结构和生理功能造成的不利影响。本研究结果将有助于了解气候变化对玉米叶片形态和光合生理的影响,为未来气候变化背景下玉米栽培提供技术参考。 展开更多
关键词 co_(2)浓度和温度升高 玉米 叶片形态结构 光合特性
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