森林土壤储碳与增汇的不确定性分析

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作者 王晖 刘世荣 +2 位作者 周正虎 陈亮 王健 《生态学报》 北大核心 2025年第8期3626-3644,共19页

森林具有类型多样、结构复杂以及随环境变化等特征,1 m深森林土壤储存的碳约占全球森林生态系统总碳储量的45%,约占全球土壤碳库的52%。目前对森林土壤固碳潜力和关键过程机制的认识还十分有限。因此,森林土壤储碳与增汇的估算仍存在很... 森林具有类型多样、结构复杂以及随环境变化等特征,1 m深森林土壤储存的碳约占全球森林生态系统总碳储量的45%,约占全球土壤碳库的52%。目前对森林土壤固碳潜力和关键过程机制的认识还十分有限。因此,森林土壤储碳与增汇的估算仍存在很大不确定性。研究梳理了森林土壤有机碳(SOC)储量、密度、含量、增量、固定和碳汇等术语定义;综述了SOC稳定性的机制,包括化学结构稳定性、团聚体物理保护、金属氧化物和粘土矿物吸附,生物与环境主导有机碳稳定固持,以及最新研究相继提出的森林SOC组分多样性及功能复杂性维持碳稳定的学术观点。研究还分析了森林SOC储量和增量不同测定方法的主要原理、优点和不足。根据已有文献数据分析,全球森林1 m深SOC储量变化范围为383—787 Pg C(Pg=10^(15)g),年变化范围为每年降低349 Tg C(Tg=10^(12)g)到每年增加498 Tg C。中国森林1 m深SOC储量评估范围为16.0—34.2 Pg C,年变化范围为每年降低64.5 Tg C到增加217.3 Tg C。说明目前对森林SOC储量和增量的估算还存在很大不确定性。最新研究表明全球森林碳容量和固碳潜力巨大,但不同研究对SOC是否存在上限仍具不同观点,气候变化对森林SOC储量及其持续固碳潜力的影响也存在较大的不确定性。未来建议通过学科交叉深入探索森林群落结构与土壤固碳过程之间的联系,从碳组分多样性和功能复杂性的新视角理解森林SOC的形成与稳定机制;将SOC监测纳入国家森林资源清查体系、建立国家尺度的SOC长期监测网络、设立我国森林SOC增汇大科学计划;提出保持SOC稳定固持的天然林保护修复及经营提升途径;建立培育高固碳树种,优化林分结构,合理采伐以及轮伐期延长等人工林土壤固碳增汇经营技术体系。 展开更多

关键词 森林土壤 储碳 增汇 固碳潜力 不确定性

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有机替代对砂姜黑土小麦季温室气体排放及净增温潜势的影响

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作者 吕金岭 李太魁 +4 位作者 骆晓声 乔璐 纪朝凤 肖强 张辉 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2025年第7期1289-1300,共12页

有机替代增碳固汇潜力较高,然而土壤类型和气候特点对有机替代固碳降温效果影响较大,对兼顾典型土壤区作物产量和减排效果的适宜有机替代比例还缺乏针对性研究。基于此,本文以砂姜黑土为研究对象,设置不施肥(CK)、优化施氮(OPT)及不同有... 有机替代增碳固汇潜力较高,然而土壤类型和气候特点对有机替代固碳降温效果影响较大,对兼顾典型土壤区作物产量和减排效果的适宜有机替代比例还缺乏针对性研究。基于此,本文以砂姜黑土为研究对象,设置不施肥(CK)、优化施氮(OPT)及不同有机(鸡粪)替代(1/4M、1/2M、3/4M和M)6个处理,开展两年土壤增汇试验,并在第2年监测小麦季两次施肥期温室气体(GHGs)排放。结果显示,砂姜黑土农田土壤有机碳随着有机替代比例的升高呈显著增加趋势,但年均固碳率(SOCSR)的增加幅度有所下降;关键温室气体N_(2)O的累积排放量随着有机替代量的增加呈先增加后减少的趋势,尤其1/4M处理N_(2)O的累积排放量最高,其次为OPT和1/2M处理,而CK和M处理的N_(2)O累积排放量最低;CH_(4)累积排放量除1/4M处理最低和OPT处理最高外,其余处理差异不显著,且整体不高。综合N_(2)O、CH_(4)和SOCSR,发现高量有机替代(M)的农田净增温潜势(Net-GWP)为-5097.6kg(CO_(2_eq))·hm^(-2),显著低于其他处理,其次为3/4M和1/2M处理,分别为-3523.1和-2541.7 kg(CO_(2_eq))·hm^(-2),而OPT和1/4M处理的Net-GWP相对较高,分别为-879.1和-501.1 kg(CO_(2_eq))·hm^(-2),显著高于其他处理(CK除外),Net-GWP随着有机肥从无到全量替代呈先增加后降低的趋势。此外,小麦基肥期N_(2)O排放和CH_(4)吸收量显著高于追肥期,其中基肥期N_(2)O排放占总排放量的58.1%~66.7%,基肥期CH_(4)吸收占总吸收量的55.3%~60.0%。不同有机替代处理中1/2M处理小麦产量最高,其次为1/4M处理,再次为3/4M和OPT处理,而全替代(M)和CK的产量最低。折中小麦产量和Net-GWP,本研究认为50%鸡粪替代短期施用既可以维持砂姜黑土小麦产量,也可实现较明显的固碳减排效果,是砂姜黑土麦田综合经济和生态效益的最佳替代比例。 展开更多

关键词 有机替代 温室气体 土壤固碳效率 砂姜黑土 田间增温潜势 产量效益

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生物炭对煤矿区复垦土壤微生物固碳潜力的促升机制 被引量：1

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作者 马静 邹铭 +3 位作者 骆占斌 朱燕峰 杨永均 陈浮 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1249-1262,共14页

生物炭对贫瘠土壤质量提升具有重要作用,但生物炭对煤矿区复垦土壤理化性状、酶活性及多样性的影响尚不清晰,尤其是微生物固碳潜力的促升。本研究将3种不同秸秆源生物炭(水稻秸秆、小麦秸秆和玉米秸秆)施入到矿区复垦土壤中,测定不同质... 生物炭对贫瘠土壤质量提升具有重要作用,但生物炭对煤矿区复垦土壤理化性状、酶活性及多样性的影响尚不清晰,尤其是微生物固碳潜力的促升。本研究将3种不同秸秆源生物炭(水稻秸秆、小麦秸秆和玉米秸秆)施入到矿区复垦土壤中,测定不同质量分数生物炭添加对复垦土壤理化、酶活性及碳库管理指数的影响,分析土壤微生物群落结构及固碳功能基因等变化。主要结论如下:①生物炭添加处理组土壤pH、电导率、铵态氮、硝态氮、有效磷和有效钾含量均有所增加(P<0.05),β–葡萄糖苷酶(BG)、纤维二水解酶(CBH)和亮氨酸氨基肽酶(LAP)的活性得以提升,而β–N–乙酰基氨基葡萄糖苷酶(NAG)的活性降低。②生物炭添加提高了变形菌门(Proteobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)的相对丰度(P<0.05),降低了放线菌门(Actinobacteriota)的相对丰度。同时降低了真菌中子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度,显著提高了担子菌门(Basidiomycota)的相对丰度(P<0.05)。3种生物炭处理增强了细菌网络复杂性,但对真菌网络复杂性并未产生显著影响。③水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆等不同生物炭处理的碳库管理指数分别提升了4.7%、4.8%、24.0%。与对照组相比,添加生物炭组的固碳功能基因CBBL绝对丰度均显著提高(P<0.05),其中玉米秸秆处理的固碳功能基因PMOA绝对丰度显著提高(P<0.05)。生物炭添加显著提高了环境因子与固碳功能基因、碳库管理指数的相关性,微生物是调控土壤固碳潜力的主控因子,为未来矿山生态修复固碳增汇提供了科学依据。 展开更多

关键词 复垦土壤 生物炭 微生物群落 功能基因 固碳潜力

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三门峡市耕地土壤有机碳变化及固碳潜力估算

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作者 袁晨光 田梦 +4 位作者 王国兵 高超 张世柯 李迪 杨建波 《环境科学与技术》 北大核心 2025年第5期214-224,共11页

土壤固碳不仅可以保护土壤、提高土壤质量,还可以维持农业经济可持续发展、减缓温室效应;耕地土壤固碳潜力研究对于探究土壤有机碳平衡机理、提高耕地碳储量、确定耕地土壤培肥目标具有重要意义。该文利用土壤类型法,以河南省第二次全... 土壤固碳不仅可以保护土壤、提高土壤质量,还可以维持农业经济可持续发展、减缓温室效应;耕地土壤固碳潜力研究对于探究土壤有机碳平衡机理、提高耕地碳储量、确定耕地土壤培肥目标具有重要意义。该文利用土壤类型法,以河南省第二次全国土壤普查数据和2022年土壤化验分析数据为基础,估算了三门峡市不同耕地土壤类型的有机碳密度和碳储量,利用平衡法估算了土壤固碳潜力,同时运用ArcGIS空间分析方法,分析了1986-2022年河南省典型山区三门峡市耕地表层土壤有机碳的动态变化特征。结果表明:1986-2022年,三门峡市耕地表层土壤有机碳密度平均减少0.60 kg/m^(2),减少值区域主要分布在灵宝市、卢氏县北部、陕州区西部;土壤有机碳储量减少1.32×10^(9)kg,其中,褐土的土壤有机碳储量减少最多,占到了减少总量的73%,其次为红黏土、粗骨土和棕壤;饱和水平上,三门峡市棕壤碳库在达到饱和状态时土壤有机碳密度最高,为11.86 kg/m^(2),其次为褐土、黄棕壤和潮土,风沙土的土壤碳库在达到饱和状态时土壤有机碳密度最低,为0.95 kg/m^(2);从1986-2022年,三门峡市耕地表层土壤有机碳年平均变化速率为-0.017 kg/(m^(2)·a),土壤固碳潜力为-2.57×10^(8)kg,整体呈现为碳源区。潮土、黄棕壤、石质土和紫色土呈现为碳汇区,粗骨土、风沙土、褐土、红黏土、黄褐土、新积土和棕壤呈现为碳源区,土壤固碳潜力最低的土壤类型为褐土,为-1.49×10^(8)kg。建议采取免耕、少耕和秸秆还田相结合的农业管理措施,提高河南省土壤固碳潜力。 展开更多

关键词 土壤有机碳密度 有机碳储量 变化速率 土壤固碳潜力 三门峡市

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采煤沉陷区自然恢复驱动下农田土壤微生物固碳潜力演变特征

5

作者 郝春明 王彦堂 +1 位作者 易四海 刘硕 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第7期305-317,共13页

在全球碳中和目标的大背景下,土壤固碳作为陆地生态系统碳循环的关键环节,其研究备受关注。采煤沉陷区作为典型的人为干扰生态系统,土壤结构破坏、肥力下降及微生物群落失衡等问题突出。近年来,针对采煤沉陷区人工修复对土壤固碳潜力和... 在全球碳中和目标的大背景下,土壤固碳作为陆地生态系统碳循环的关键环节,其研究备受关注。采煤沉陷区作为典型的人为干扰生态系统,土壤结构破坏、肥力下降及微生物群落失衡等问题突出。近年来,针对采煤沉陷区人工修复对土壤固碳潜力和菌群结构的影响已被广泛关注,但自然恢复过程中农田土壤微生物固碳潜力的演变特征尚不清楚。为此,以采煤沉陷区为研究对象,系统采集不同自然恢复时间的采煤塌陷区农田土壤样品,综合运用高通量测序技术、结构方程模型和分子生态网络分析等方法,分析固碳菌群结构动态变化规律及其与土壤固碳潜力的内在联系。研究结果表明,自然恢复可帮助采煤沉陷区农田土壤理化性质和酶活性的有效恢复,自然恢复过程中农田土壤的固碳潜力主要受变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)控制。农田土壤受损程度随着自然恢复时间不断缓解,pH和有机质(SOM)含量的变化调控了过氧化氢酶(CAT)和β-葡糖苷酶(BG)活性,从而干预了Proteobacteria和Acidobacteria中的固碳基因丰度,进而影响了农田土壤固碳潜力。与未塌陷土壤相比,自然恢复初期,固碳菌群与环境因子的互作网络相对简单,生态系统稳定性较弱;而随着恢复进程推进,土壤受损程度不断缓解,网络中的节点数量显著增加,节点间的连接更加紧密,垂构连通度和聚类系数持续升高,表明生态系统的复杂性和稳定性逐步增强。研究首次系统揭示了采煤沉陷区自然恢复过程中农田土壤固碳潜力的演变特征及调控机制,为全面评估自然恢复的生态效益提供了新视角。研究结果不仅丰富了采煤沉陷区生态修复领域的理论基础,也为我国碳中和目标的实现提供了科学依据,对指导采煤沉陷区土地资源可持续利用和生态环境修复提供了参考。 展开更多

关键词 土壤微生物 结构方程模型 分子生态网络 固碳潜力 自然恢复

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中国农田土壤有机碳库及其影响因素研究述评 被引量：7

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作者 王浩成 杨滨娟 +3 位作者 梁效贵 胡启良 李娜 黄国勤 《生态科学》 CSCD 北大核心 2024年第2期260-270,共11页

在全球气候变暖的背景下,土壤在减缓气候变化中的巨大潜能逐渐被人们所重视。农田是受人为因素影响较大又可在较短时间内调节的生态系统,其土壤碳汇能力的充分发挥将有助于减缓全球气候变暖的趋势。文章通过梳理大量已发表文献,综述了... 在全球气候变暖的背景下,土壤在减缓气候变化中的巨大潜能逐渐被人们所重视。农田是受人为因素影响较大又可在较短时间内调节的生态系统,其土壤碳汇能力的充分发挥将有助于减缓全球气候变暖的趋势。文章通过梳理大量已发表文献,综述了中国农田土壤有机碳库自20世纪50年代以来的演变特征,指出中国农田土壤1950-1980年期间以丢碳为主,1980年以后经过农业管理措施的改变,有机碳含量逐渐提升。总结了中国农田固碳潜力相关研究,虽然不同估算方法的出的结果存在一定差异,但总体来看中国农田土壤有较大的固碳潜力。分析了农田土壤有机碳库的影响因素,虽然气候因素和土壤理化性质的差异能对农田土壤有机碳库造成影响,但农业管理措施才是农田土壤有机碳含量产生变化的关键。指出了中国农田土壤有机碳库研究方面存在的问题以及今后的发展方向,为气候变化背景下中国农田土壤碳减排提供了新的参考与借鉴。 展开更多

关键词 有机碳 固碳潜力 农田土壤 农业管理措施

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“双碳”背景下我国稻田生态系统土壤固碳潜力分析 被引量：1

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作者 白龙龙 盛雅琪 +3 位作者 徐丽丽 高翔 张涌新 邓劲松 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2024年第6期246-256,共11页

稻田生态系统作为人为耕作条件下形成的土壤生态系统,具有较高的固碳能力和潜力,对我国农业领域实现“双碳”目标具有重要意义。本文基于遥感技术提取2021年的我国水稻种植区信息,构建了5995个图斑模拟单元,应用反硝化-分解(DNDC)模型... 稻田生态系统作为人为耕作条件下形成的土壤生态系统,具有较高的固碳能力和潜力,对我国农业领域实现“双碳”目标具有重要意义。本文基于遥感技术提取2021年的我国水稻种植区信息,构建了5995个图斑模拟单元,应用反硝化-分解(DNDC)模型模拟了2021—2040年全国稻田表层土壤有机碳(SOC)密度的空间分布情况,预测了我国未来稻田SOC的变化趋势。结果表明,在现有种植条件下全国稻田土壤呈现碳汇状态,2021年的稻田表层土壤(0~20 cm)碳储量平均值为4.1 Pg C, 2030年、2040年的对应值分别为4.32 Pg C、4.49 Pg C,稻田土壤碳储量表现为逐年上升趋势;2021—2030年的稻田土壤的固碳潜力为22 Tg C/a,2030—2040年为17 Tg C/a,年均变化率趋缓,稻田土壤固碳潜力逐渐达到饱和状态。未来20年,我国绝大部分地区的稻田SOC密度将出现变化,增加面积明显高于下降面积,最高增长率为9.2%,最大下降率为8%。情景模拟表明,秸秆还田、化肥施用可显著提高稻田土壤的碳储量。相关结论在充分利用稻田土壤的碳汇功能、降低温室气体排放、推进农业领域“双碳”目标等方面具有科学意义和应用价值。 展开更多

关键词 稻田生态系统 土壤碳储量 固碳潜力 DNDC模型 情景模拟

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新疆奇台绿洲不同耕作年限荒漠灰钙土无机碳变化及其影响因素 被引量：3

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作者 彭康 张飞飞 +1 位作者 邵志东 张芳 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期91-101,共11页

荒漠灰钙土是天山北麓地带性土壤,富含碳酸盐和硫酸钙,是优质土地后备资源。本研究采用野外调查取样与室内实验相结合的方法,对新疆奇台绿洲不同耕作年限(<3 a、10 a、20 a、30 a、>40 a)荒漠灰钙土无机碳变化及其影响因素进行分... 荒漠灰钙土是天山北麓地带性土壤,富含碳酸盐和硫酸钙,是优质土地后备资源。本研究采用野外调查取样与室内实验相结合的方法,对新疆奇台绿洲不同耕作年限(<3 a、10 a、20 a、30 a、>40 a)荒漠灰钙土无机碳变化及其影响因素进行分析,探讨了土壤无机碳与土壤理化参数间的关系,特别是石膏对土壤无机碳的增汇作用。结果表明:①耕作层和犁底层的无机碳,对人类活动十分敏感。土壤无机碳随耕作年限先降低后升高,在耕作后的前10 a迅速下降表现为碳源,而后逐渐上升超过初始含量重新转为碳汇,耕作>40 a后土壤无机碳含量较耕作<3 a增加超过10 g·kg^(-1);②土壤无机碳的稳定性同位素δ^(13)C随着耕作年限的增加持续负向偏移,表现出具有截存现代大气CO_(2)的潜力;③荒漠灰钙土中含有极易风化且储量可观的石膏,为次生碳酸盐淀积提供了大量的钙源,这些Ca2+含量决定了研究区土壤无机碳库最终的储量大小。综上说明,富含石膏的荒漠灰钙土耕作后,具有较强的土壤无机碳增汇潜力,重视和准确估算这部分碳增汇潜力有助于我国“双碳”目标的实现。 展开更多

关键词 荒漠灰钙土 土壤无机碳 耕作年限 次生碳酸盐 碳汇潜力

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黄土高原典型小流域水土保持土壤碳库演变特征及其碳汇潜力

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作者 贺国凯 王凯博 +3 位作者 任宗萍 徐国策 董彭蓓 王璞 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期161-169,共9页

[目的]为探究流域尺度综合水土保持措施下土壤碳库的演变特征,评估流域水土保持碳汇潜力。[方法]以黄土高原典型水土流失治理小流域滕子沟为研究对象,分析流域1977—2022年水土保持措施配置时空变化,明确不同水土保持措施配置下土壤有机... [目的]为探究流域尺度综合水土保持措施下土壤碳库的演变特征,评估流域水土保持碳汇潜力。[方法]以黄土高原典型水土流失治理小流域滕子沟为研究对象,分析流域1977—2022年水土保持措施配置时空变化,明确不同水土保持措施配置下土壤有机碳(SOC)库演变规律,结合情景分析评估不同水土保持配置下流域土壤碳汇潜力。[结果](1)与1977年相比,流域水土保持措施总面积增加32.9%,其中坝地、坡面林地、梯田草地和梯田林地面积分别增加0.5%,5.0%,11.1%,16.3%,水土保持措施类型以梯田草地和坡面草地为主。(2)与坡面裸地相比,不同水土保持措施SOC密度均有所增加,并且梯田措施的SOC密度高于坡面措施,梯田草地、梯田林地、坡面草地、沟道草地、坡面林地和坝地分别增加318.1%,255.3%,150.0%,130.9%,103.9%,73.9%。(3)研究区水土保持碳储量从1977年的264.5 t增加到2022年的332.8 t,增加25.8%,其中1977—2004年仅增加3.5%,2004—2015年增加22.4%,随后趋于稳定。(4)在峁边线以下保持不变的情况下,峁边线以上采取全梯田草地措施配置,土壤有机碳汇潜力最大,相比2022年增加20.5%。[结论]通过优化水土保持措施配置,即使在水土保持治理良好的小流域仍有一定碳汇潜力。 展开更多

关键词 水土保持碳汇 土壤碳库 固碳潜力 黄土高原

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不同放牧梯度下呼伦贝尔草甸草原土壤碳氮变化及固碳效应 被引量：50

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作者 闫瑞瑞 辛晓平 +3 位作者 王旭 闫玉春 邓钰 杨桂霞 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1587-1595,共9页

放牧是内蒙古呼伦贝尔草甸草原主要的利用方式,弄清放牧情况下草地土壤碳氮变化和固碳效应,将为我国内蒙古地区草地碳汇管理提供重要的科学依据。通过小区控制放牧实验(放牧梯度0.00,0.23,0.34,0.46,0.69,0.92Au/hm2),探讨了不同放牧梯... 放牧是内蒙古呼伦贝尔草甸草原主要的利用方式,弄清放牧情况下草地土壤碳氮变化和固碳效应,将为我国内蒙古地区草地碳汇管理提供重要的科学依据。通过小区控制放牧实验(放牧梯度0.00,0.23,0.34,0.46,0.69,0.92Au/hm2),探讨了不同放牧梯度下土壤碳氮变化及固碳效应,实验结果表明:放牧梯度对土壤碳氮含量、土壤碳氮贮量的变化有明显的影响,0—30 cm土层碳氮贮量随着放牧梯度增加呈显著的线性下降趋势。随着放牧时间的延续,轻度放牧利于提高草地的土壤有机碳密度和碳固持潜力,重度放牧显著降低了土壤碳氮含量、碳氮贮量和碳氮固持潜力。不同放牧梯度下土壤碳氮含量和碳氮贮量具有明显的垂直分布特征,随着土壤深度的增加土壤碳氮含量、碳氮贮量均呈明显的下降趋势。轻度放牧草地表现为碳固持,重度放草地表现为碳流失,对呼伦贝尔羊草草甸草原而言,土壤碳固持/碳流失的转化阈值为0.46Au/hm2,通过合理控制放牧梯度能够达到增加草地土壤固碳潜力,实现碳增汇的目的。 展开更多

关键词 碳贮量 氮贮量 固碳潜力 放牧梯度 呼伦贝尔 草甸草原

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中国草地土壤生态系统固碳现状和潜力 被引量：84

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作者 郭然 王效科 +2 位作者 逯非 段晓男 欧阳志云 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期862-867,共6页

以国内长期定位试验的数据为基础,评价了我国草地生态系统的固碳现状和潜力。分析发现,通过减少畜牧承载量等方法恢复退化草地,我国草地土壤的有机碳库可以增加4561.62 Tg C,主要分布在内蒙古、西藏和新疆。草场围栏、种草和退耕还草3... 以国内长期定位试验的数据为基础,评价了我国草地生态系统的固碳现状和潜力。分析发现,通过减少畜牧承载量等方法恢复退化草地,我国草地土壤的有机碳库可以增加4561.62 Tg C,主要分布在内蒙古、西藏和新疆。草场围栏、种草和退耕还草3种草地管理措施的固碳潜力分别是12.01、1.46 Tg.a-1和25.59 Tg.a-1,总计39.06 Tg.a-1。2004年是我国草地管理投资较多的年份,种草、退耕还草和草场围栏的工程面积均有较大的提高,3种措施新增的固碳能力分别为5.70、0.38 Tg.a-1和3.09 Tg.a-1,合计9.17 Tg.a-1。 展开更多

关键词 草地生态系统 草地土壤 固碳潜力

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农田土壤固碳措施的温室气体泄漏和净减排潜力 被引量：55

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作者 逯非 王效科 +2 位作者 韩冰 欧阳志云 郑华 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期4993-5006,共14页

农田土壤固碳措施作为京都议定书认可的大气CO2减排途径受到了广泛关注。研究表明,农田土壤固碳措施在主要农业国家和全球都具有很大的固碳潜力。但是,实施农田土壤固碳措施有可能影响农业中化石燃料消耗和其他农业投入的CO2排放和非CO... 农田土壤固碳措施作为京都议定书认可的大气CO2减排途径受到了广泛关注。研究表明,农田土壤固碳措施在主要农业国家和全球都具有很大的固碳潜力。但是,实施农田土壤固碳措施有可能影响农业中化石燃料消耗和其他农业投入的CO2排放和非CO2温室气体排放。这些土壤碳库以外的温室气体排放变化可能抵消部分甚至全部土壤固碳效果,构成了农田土壤固碳措施的温室气体泄漏。因此,将土壤固碳和温室气体泄漏综合计算的净减排潜力成为了判定土壤固碳措施可行性的首要标准。综述总结了目前较受重视的一些农田措施(包括施用化学氮肥、免耕和保护性耕作、灌溉、秸秆还田、施用禽畜粪便以及污灌)的土壤固碳潜力,温室气体泄漏和净减排潜力研究成果。结果表明,温室气体泄漏可抵消以上措施土壤固碳效益的-241%～660%。建议在今后的研究中,应该关注土壤碳饱和、气候变化及土地利用变化对农田固碳措施温室气体泄漏和净减排潜力的评估结果的影响。 展开更多

关键词 土壤固碳 温室气体 泄漏 净减排潜力 施用化学氮肥 免耕 灌溉 秸秆还田 施用禽畜粪便 污灌

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山东省土壤有机碳库及其时空变化特征 被引量：18

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作者 代杰瑞 庞绪贵 +2 位作者 董健 王增辉 喻超 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期386-393,共8页

土壤作为陆地生态系统的重要组成部分,土壤碳储量研究在全球碳循环变化中意义重大。利用山东省多目标区域地球化学调查(2003年)获得的双层网格化大密度、高精度土壤有机碳(SOC)含量数据,估算了全省0~20 cm、0~100 cm及0~160 cm的土壤碳... 土壤作为陆地生态系统的重要组成部分,土壤碳储量研究在全球碳循环变化中意义重大。利用山东省多目标区域地球化学调查(2003年)获得的双层网格化大密度、高精度土壤有机碳(SOC)含量数据,估算了全省0~20 cm、0~100 cm及0~160 cm的土壤碳密度和储量,并对SOC密度和储量的时空变化规律及土壤固碳潜力进行研究。结果表明:(1)山东省0~20 cm、0~100 cm和0~160 cm土层SOC密度分别为2.22 kg/m^2、7.64 kg/m^2、10.09 kg/m^2,各土层SOC密度均明显低于全国平均水平(3.19 kg/m^2、11.64 kg/m^2和15.34 kg/m^2);(2)0~20 cm表层SOC密度分布总体呈现为沿海地区低,鲁西北平原、鲁东丘陵中等,鲁中南山区偏高的分布格局;(3)与18年前第二次土壤普查(1985年)数据对比,表层SOC密度从1.43 kg/m^2升高到2.22 kg/m^2,全省陆域(15.70万km^2)0~20 cm表层SOC储量则由226.41 Mt增加至350.65 Mt,净增了124.24 Mt,SOC密度以0.044 kg/(m^2·a)的平均速率在土壤中积累,整体表现为"碳汇"效应;据估算,尚有505.23 Mt的固碳潜力。 展开更多

关键词 土壤碳密度 土壤碳储量 时空变化 固碳潜力 山东省

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青藏高原高寒草原碳增贮潜力的初步研究 被引量：15

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作者 郭小伟 韩道瑞 +4 位作者 张法伟 李以康 林丽 李婧 曹广民 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期740-745,共6页

青海省西部地区的高寒草原分为高寒草甸草原、高寒草原化草甸和高寒草原3种类型;按照草地利用现状,分为原生草地、退化草地和人工草地3种土地利用格局。以原生草地为参照,通过比较不同草地类型和土地利用格局草地碳贮现状,探索其碳的增... 青海省西部地区的高寒草原分为高寒草甸草原、高寒草原化草甸和高寒草原3种类型;按照草地利用现状,分为原生草地、退化草地和人工草地3种土地利用格局。以原生草地为参照,通过比较不同草地类型和土地利用格局草地碳贮现状,探索其碳的增贮潜力。结果表明:原生高寒草原、退化高寒草原、高寒草原化草甸、退化草原化草甸、高寒草甸草原、退化草甸草原和人工草地的土壤-植物系统中总有机碳贮量分别为45.07±0.68,30.41±0.5,84.21±0.61,66.11±0.62,98.85±0.11,80.02±0.22,43.77±0.16tC.hm-2,其中原生高寒草原与高寒草原化草甸、高寒草甸草原、退化高寒草原有机碳储量差异显著。对退化草地进行人工恢复,具有显著的碳增贮潜力,高寒草甸草原、高寒草原化草甸、高寒草原和人工草地的理论碳增贮潜力分别为18.82±0.51,18.15±0.15,14.65±0.78,1.29±0.21tC.hm-2。气候变化导致的青藏高原干暖化,对高寒草原有机碳贮量的影响主要体现在由高寒草甸草原和高寒草原化草甸向高寒草原的演替上。 展开更多

关键词 高寒草原 土地利用格局 土壤有机碳 系统碳储 增贮潜力

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不同耕作措施下江苏省稻田土壤固碳潜力的模拟研究 被引量：19

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作者 徐胜祥 史学正 +4 位作者 赵永存 于东升 王世航 辛景树 任意 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期253-259,共7页

以江苏省稻田为对象,整合DNDC和1:100万土壤数据库,以土壤图斑为基本模拟单元,定量估算少耕、免耕和综合措施(少耕+30%秸秆还田)下江苏省稻田土壤的固碳潜力(0～30 cm)。模拟结果表明:相对于传统耕作,采用少耕、免耕和少耕+30%秸秆还田... 以江苏省稻田为对象,整合DNDC和1:100万土壤数据库,以土壤图斑为基本模拟单元,定量估算少耕、免耕和综合措施(少耕+30%秸秆还田)下江苏省稻田土壤的固碳潜力(0～30 cm)。模拟结果表明:相对于传统耕作,采用少耕、免耕和少耕+30%秸秆还田均可明显地增加稻田SOC的积累,其在2009—2050年间的固碳潜力分别为24.5、47.7和43.8 Tg。免耕和少耕+30%秸秆还田条件下稻田固碳速率大约是少耕的2倍。结合实际情况,少耕+30%秸秆还田将是最可行的固碳措施之一。 展开更多

关键词 DNDC模型 土壤有机碳 水稻土 固碳潜力 江苏省

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长期保护性耕作对麦-玉两熟农田土壤碳氮储量及固碳固氮潜力的影响 被引量：8

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作者 许菁 李晓莎 +4 位作者 许姣姣 刘玲 韩惠芳 宁堂原 李增嘉 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2015年第6期191-196,共6页

在收集整理2005—2014年连续10a黄淮海平原长期定位保护性耕作试验结果的基础上,整合分析长期保护性耕作下麦—玉两熟农田表土有机碳和全氮储量的变化特征及不同耕作措施的固碳潜力和固氮潜力。结果表明,土壤碳氮储量密切相关,变化趋势... 在收集整理2005—2014年连续10a黄淮海平原长期定位保护性耕作试验结果的基础上,整合分析长期保护性耕作下麦—玉两熟农田表土有机碳和全氮储量的变化特征及不同耕作措施的固碳潜力和固氮潜力。结果表明,土壤碳氮储量密切相关,变化趋势也基本一致,10a间,不同年份不同耕作处理和有无秸秆还田各处理间土壤碳氮储量呈明显的动态变化,秸秆还田各处理的土壤碳氮储量均显著高于无秸秆还田处理。2009年,PC(常规翻耕秸秆还田)、PZ(免耕秸秆还田)、PS(深松秸秆还田)、PH(耙耕秸秆还田)和PR(旋耕秸秆还田)的碳储量分别比AC(常规翻耕无秸秆还田)、AZ(免耕无秸秆还田)、AS(深松无秸秆还田)、AH(耙耕无秸秆还田)和AR(旋耕无秸秆还田)高6.45%,13.51%,32.52%,34.42%和37.94%,PC、PZ和PS的氮储量与AC、AZ和AS的最大差值分别为1.56t/hm2,2.50t/hm2和1.57t/hm2;各保护性耕作措施的土壤碳氮储量均显著高于常规耕作AC,PZ处理的土壤有机碳和氮储量呈先低于其它处理,2009年以后高于其它处理的趋势。各处理固碳潜力由高到低依次为PZ>PS>PC>AZ>AC>AS,固氮潜力由高到低依次为PZ>PC>PS>AZ>AC>AS,秸秆还田各处理的固碳潜力和固氮潜力均显著高于无秸秆还田处理,各保护性耕作措施的固碳潜力和固氮潜力也均显著高于常规耕作,PZ处理的固氮潜力和固氮潜力均最高,说明秸秆还田和保护性耕作措施能提高土壤的固碳潜力和固氮潜力,PZ更有效。长期保护性耕作下,黄淮海平原麦—玉两熟农田表土有机碳储量、氮储量、固碳潜力和固氮潜力总体呈上升趋势,秸秆还田更有利于增加表土碳氮储量,PZ处理效果最佳。 展开更多

关键词 长期保护性耕作 秸秆还田 土壤有机碳储量 土壤氮储量 固碳固氮潜力

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草地土壤固碳潜力研究进展 被引量：35

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作者 戴尔阜 黄宇 赵东升 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3908-3918,共11页

土壤固碳功能和固碳潜力已成为全球气候变化和陆地生态系统研究的重点。草地土壤有机碳库,作为陆地土壤有机碳库的重要组成部分,其较小幅度的波动,将会影响整个陆地生态系统碳循环,进而影响全球气候变化。因此,深入研究草地土壤固碳功... 土壤固碳功能和固碳潜力已成为全球气候变化和陆地生态系统研究的重点。草地土壤有机碳库,作为陆地土壤有机碳库的重要组成部分,其较小幅度的波动,将会影响整个陆地生态系统碳循环,进而影响全球气候变化。因此,深入研究草地土壤固碳功能和固碳潜力对于适应和减缓气候变化具有重要意义。在土壤固碳潜力相关概念界定基础上,结合《2006年IPCC国家温室气体清单指南》,从样点及区域尺度上综述了目前关于草地土壤固碳潜力的一般估算方法,同时对各类方法的特点及适用性进行了评述,提出了草地生态系统固碳潜力研究概念模型。最后在对草地土壤固碳的影响因素及固碳措施总结的基础上,阐明了草地土壤有机碳固定研究中存在的问题和发展前景。 展开更多

关键词 草地生态系统 土壤有机碳 固碳潜力

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水稻低碳生产研究进展 被引量：27

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作者 周胜 宋祥甫 颜晓元 《中国水稻科学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期213-222,共10页

稻田是甲烷(methane,CH4)和氧化亚氮(nitrous oxide,N2O)的重要发生源。稻田中CH4和N2O的产生、消耗以及传输过程受稻田土壤类型、水分条件、肥料种类、施肥量及方法、耕作模式和制度、水稻品种等多种因素影响。CH4和N2O具有不同的排放... 稻田是甲烷(methane,CH4)和氧化亚氮(nitrous oxide,N2O)的重要发生源。稻田中CH4和N2O的产生、消耗以及传输过程受稻田土壤类型、水分条件、肥料种类、施肥量及方法、耕作模式和制度、水稻品种等多种因素影响。CH4和N2O具有不同的排放特性,很多研究结果表明,水稻生长期间的中期排水烤田、后期干湿交替能显著降低CH4排放量,但同时也可能促进N2O的排放,因此,如何同时减少CH4和N2O的排放量是实现稻田低碳生产的关键要素;另一方面,稻田土壤的碳固定也是使稻田系统从源转变成汇的关键技术。从水稻生产过程中CH4排放、N2O排放、稻田土壤有机碳动态、减排措施四个方面综述了近年来水稻低碳生产相关研究状况,重点总结了国内外有关影响稻田CH4和N2O排放的关键影响因素、增加稻田土壤有机质含量的主要措施以及各种减排措施的全球增温潜势评价研究,并对水稻低碳生产研究作了展望。 展开更多

关键词 水稻 甲烷 氧化亚氮 土壤固碳 减排措施 全球增温潜势

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黄土高原不同土壤微生物量碳、氮与氮素矿化势的差异 被引量：21

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作者 金发会 李世清 +1 位作者 卢红玲 李生秀 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期227-236,共10页

以采自于黄土高原差异较大的25个农田石灰性耕层土壤为供试土样,对黄土高原主要类型土壤中微生物量碳(BC)、微生物量氮(BN)和氮素矿化势(N0)的差异性进行了比较研究。结果表明,BC、BN和N0在不同类型土壤间存在显著差异,由关中平原至陕... 以采自于黄土高原差异较大的25个农田石灰性耕层土壤为供试土样,对黄土高原主要类型土壤中微生物量碳(BC)、微生物量氮(BN)和氮素矿化势(N0)的差异性进行了比较研究。结果表明,BC、BN和N0在不同类型土壤间存在显著差异,由关中平原至陕北风沙区,BC、BN和N0总体呈现下降趋势,其中以土垫旱耕人为土最高,简育干润均腐土最低,黄土正常新成土和干润砂质新成土居中:土垫旱耕人为土、简育干润均腐土、黄土正常新成土和干润砂质新成土等各土类平均BC分别为305.2μg.g-1,108.4μg.g-1,161.7μg.g-1和125.4μg.g-1,BN分别为43.8μg.g-1,20.3μg.g-1,26.0μg.g-1和30.6μg.g-1,N0分别为223μg.g-1,75μg.g-1,163μg.g-1和193μg.g-1。土壤氮素矿化速率(k)则以简育干润均腐土最大,干润砂质新成土最低,土垫旱耕人为土和黄土正常新成土居中:土垫旱耕人为土、简育干润均腐土、黄土正常新成土和干润砂质新成土的k分别为0.039 w-1,0.044 w-1,0.031 w-1和0.019w-1。不同类型土壤BC、BN与N0的差异,主要与土壤形成过程、输入土壤的植物同化产物和土壤有机质的差异等有关,从较大尺度进一步证明了在黄土高原,土壤有机质是影响BC、BN的主要因子。研究结果对分析黄土高原土壤生产力形成过程具有一定参考价值。 展开更多

关键词 土壤微生物量碳 微生物量氮 氮素矿化势

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中国农田生态系统土壤碳库的饱和水平及其固碳潜力 被引量：97

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作者 韩冰 王效科 欧阳志云 《农村生态环境》 CSSCI CSCD 北大核心 2005年第4期6-11,共6页

在利用反硝化-分解(DNDC)模型估算中国分县农田土壤碳库及其变化量的基础上,分析中国分省农田土壤碳库的饱和水平,估算各省市自治区农田土壤的固碳潜力,比较旱田与水田固碳能力的差异。结果表明:笔者所得到的中国农田土壤碳库的饱和水... 在利用反硝化-分解(DNDC)模型估算中国分县农田土壤碳库及其变化量的基础上,分析中国分省农田土壤碳库的饱和水平,估算各省市自治区农田土壤的固碳潜力,比较旱田与水田固碳能力的差异。结果表明:笔者所得到的中国农田土壤碳库的饱和水平可代表在1990年的土地利用方式、耕作措施、施肥水平和气候条件不变的情况下农田土壤经过耕种后所能达到的碳含量的平衡值,为农田选择土地利用方式、耕作栽培措施和施肥方式以固定更多的碳素提供依据。在分布上,中国农田土壤碳库的饱和水平以华北地区较低,以华北地区为中心向外呈辐射状递增。在1990年的土地利用方式、耕作措施、施肥水平和气候条件不变的情况下,中国农田土壤的固碳潜力为-0.969 Pg。从单位面积的固碳潜力看,以西藏自治区最高,黑龙江省最低;从分布看,从南向北有逐渐递减的趋势。中国水田比旱田有更大的固碳能力。 展开更多

关键词 饱和水平 固碳潜力 反硝化-分解模型 中国 农田土壤 旱田 水田

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