基于STIRPAT模型的甘肃省农业碳排放特征分析

从种植业和畜牧业两方面入手,采用排放因子法对甘肃省2000-2020年农业碳排放进行了估算,分析了其时空变化特征,基于STIRPAT(Stochastic impacts by regression on PAT)模型探析了甘肃省农业碳排放的影响因素,并提出了相应对策。结果表明:(1)甘肃省2000-2020年CO_(2)-e排放量呈“升高-降低-升高”的趋势,2015年达到峰值,估算为2320.41×10^(4) t;从2018年开始又逐年增加,直至2020年增至2290.69×104 t。(2)甘肃省农业CO_(2)-e排放结构中,种植业占35%,畜牧业占65%。主要碳排放源中,畜禽胃肠道发酵对农业碳排放总量的贡献最大,其次是化肥和畜禽粪便管理。主要畜禽中,肉牛养殖对碳排放的贡献最大,其次是绵羊、山羊、奶牛和猪,家禽养殖的贡献最小。(3)农村人口、农村居民人均GDP、农村居民人均可支配收入、农业机械总动力、农业增加值占全省生产总值比重、农村住户固定资产投资额、农业科技成果应用数量、农业科技投入是影响甘肃省农业碳排放的主要因素,影响力指数分别为-0.017、0.026、0.020、0.038、-0.025、0.031、-0.017、0.016。为有效控制农业碳排放,建议在5个方面采取相应策略:努力提高种植业资源利用效率和土壤碳汇能力;强化畜牧业源头减量、过程控制和末端处理;努力降低农业机械对石油的依赖;有效推动农村清洁能源利用;加大农业低碳技术的研发与应用。

不同耕作方式对灌溉农田土壤有机碳组分的影响

为探究引黄灌区不同耕作方式下有机碳及有机碳组分的分布特征,在甘肃省农业科学院白银沿黄灌区农业试验站设置田间试验。运用重铬酸钾外加热法、333 mol/L高锰酸钾溶液氧化法、六偏磷酸钠提取法、密度分组、酸水解法等方法,研究旋耕(RT对照)、免耕(NT)、深松(ST)、深松 + 秸秆还田(STS)处理对0~40 cm土层有机碳及有机碳组分的分布。结果表明,在0~40cm土层,不同耕作方式下,土壤有机碳含量(SOC)在8.53~12.64 g/kg之间,易氧化有机碳(ROOC)含量在3.72~6.69 g/kg之间,颗粒态有机碳(ROC)含量在1.29~3.56 g/kg之间,矿质结合态有机碳(MOC)含量在2.86~5.64 g/kg之间,轻组有机碳(LFOC)含量在0.82~2.61 g/kg之间,重组有机碳(HFOC)含量在5.93~10.38 g/kg之间,惰性有机碳(RPC)含量在5.20~7.87 g/kg之间。有机碳含量及有机碳各组分含量的变化呈现随深度增加而影响逐渐减弱的垂直分布规律。与旋耕相比,秸秆还田显著增加了SOC、ROOC、ROC、MOC、LFOC、HFOC、RPC的含量,深松显著增加了ROOC、ROC、LFOC的含量,免耕显著增加0~20cm的ROOC、ROC、HFOC的含量。不同类型的有机碳之间存在着一定的转换关系,秸秆还田对不同类型的有机碳含量均存在一定的促进作用,深松和免耕也能对少部分类型有机碳含量呈促进作用。保护性耕作措施对维持土地生产力具有重要意义。

盐渍条件下施锌量对玉米幼苗生长和锌形态转化的影响

为揭示外源锌在绿洲盐化潮土中的转化特征,通过盆栽模拟试验,探究了盐渍条件下不同施锌量对玉米幼苗生长和锌形态转化的影响。结果表明,无论非盐渍条件还是盐渍条件下,随着施锌量的增加玉米的株高和干重均呈先增加后减小的趋势,施锌量为5~10 mg/kg时达到最大。玉米含锌量随施锌量的增加而增大,吸锌量随施锌量的增加先增大后减小,施锌量为10 mg/kg时达到最大。施锌0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0 mg/kg处理的株高与不施锌比较,在非盐渍条件下分别增加13.60%、13.89%、15.58%、20.84%、21.57%、19.58%,在盐渍条件下分别增加3.31%、8.00%、9.74%、11.51%、8.41%、6.87%。由此认为,绿洲盐化潮土的适宜施锌量为5~10 mg/kg,有害或过量施锌量为≥20 mg/kg。随施锌量的升高,盐渍条件下的土壤有效锌(DTPA-Zn)、碳酸盐结合态锌(CAB-Zn)、松结有机结合态锌(WBO-Zn)、氧化锰结合态锌(OxMn-Zn)、无定形氧化铁结合态锌(AOFe-Zn)、晶形氧化铁结合态锌(COFe-Zn)和残留矿物态锌(RES-Zn)均呈上升趋势,分别增加了15.63%~767.19%、7.69%~296.92%、5.68%~270.45%、0.72%~19.42%、1.82%~65.25%、1.01%~37.61%、0.18%~6.92%。与非盐渍条件下相比,盐渍条件下的玉米株高、干重、含锌量、吸锌量、土壤有效锌(DTPA-Zn)、植物可利用态锌(碳酸盐结合态锌、松结有机结合态锌、氧化锰结合态锌)均降低,其他态锌(无定形氧化铁结合态锌、晶形氧化铁结合态锌和残留矿物态锌)均升高。综合分析认为,施用适量锌肥能显著提高玉米的耐盐性,缓解长期盐分胁迫带来的毒害,在短期内能有效改善土壤-作物系统的锌营养水平。