【目的】探究秸秆还田方式对土壤CO_2排放特征及碳平衡的影响，为东北地区农田土壤固碳减排和秸秆还田方式的选择提供科学依据。【方法】采用田间微区试验，以玉米为供试作物，设置3种秸秆还田方式：秸秆浅层还田（QH）、秸秆深层还田（SH）和秸秆覆盖还田（FG），无秸秆还田（CK）处理为对照。利用LI-8100A土壤碳通量自动测定仪监测玉米生长季不同秸秆还田方式下土壤CO_2的排放特征，探讨土壤温度、含水量、pH、微生物量碳及氮磷钾速效养分和全量养分对土壤CO_2排放的影响，并分析不同还田方式下的土壤碳平衡。【结果】在玉米生长季，各处理土壤CO_2排放速率均表现为先升高后降低的趋势。土壤CO_2累积排放量表现为FG>QH>SH>CK处理，相较于SH处理，FG和QH处理土壤CO_2累积排放量分别增加了14.0%和6.4%，各处理间差异显著（P<0.05）。不同还田方式下土壤CO_2排放速率与土壤温度、土壤含水量进行单因素模型拟合，均呈二次函数相关关系，且达到了显著水平（P<0.05），土壤温度和土壤含水量分别解释68.2%—73.7%和21.3%—82.8%的土壤CO_2排放速率变化，但土壤温度和土壤含水量的双因素复合模型能更好地解释土壤CO_2排放速率的变化，解释度达到78.5%—82.8%。相关性分析表明，土壤CO_2累积排放量与速效钾、微生物量碳呈极显著相关关系（P<0.01），与土壤有机质、碱解氮、全氮和pH呈显著的相关关系（P<0.05）。秸秆还田处理下土壤碳平衡均为正值，为大气CO_2碳汇。SH处理下土壤碳平衡和固碳潜力显著高于QH、FG处理，提高幅度分别为23.4%、475.7%和7.1%、30.7%(P<0.05），表现出较强的碳汇功能。在两年收获期，秸秆还田显著提高了玉米产量，其中SH处理最高，但与QH和FG处理间无显著差异。【结论】本试验条件下，综合考虑固碳减排效应和产量，3种秸秆还田方式相比，秸秆深层还田（SH）是一种较好的还田方式。

【目的】研究免耕条件下不同轮作方式对土壤CO2排放的影响,以期为农田固碳减排提供参考。【方法】采用大田定位试验的方法,以冬小麦(Triticum aestivum L.)-夏闲、冬小麦-夏玉米(Zea mays L.)、冬小麦-夏大豆(Glycine max(Linn.)Merr.)和冬油菜(Brassica campestris L.)-夏玉米4种轮作方式为研究对象,在免耕条件下,分析2012年3-6月冬小麦和冬油菜生长季土壤CO2排放规律,以及其与土壤温度和湿度之间的关系。【结果】免耕条件下4种轮作方式土壤CO2排放通量具有明显的变化规律,整体呈先上升再下降的趋势;平均CO2排放通量表现为...

【目的】分析干旱绿洲灌区玉米农田土壤碳排放特征及碳平衡对地膜覆盖方式及种植行距的响应,为评价区域典型农作制模式及其关键栽培技术的生态效益提供参考依据。【方法】田间试验于2013—2014年在甘肃河西绿洲灌区进行,共设4个处理:全膜覆盖等行距(50 cm)、全膜覆盖宽窄行(40 cm+80 cm)、半膜覆盖等行距(50 cm)和半膜覆盖宽窄行(40 cm+80 cm)。分析土壤呼吸速率季节变化特征及土壤碳排放量。计算土壤碳排放效率(CEE),并采用净生态系统生产力(NEP)评估农田碳平衡及其强度。【结果】土壤呼吸速率随玉米生育进程呈典型的单峰曲线。全膜覆盖均显著提高了玉米全生育期农田土壤碳排量,且玉米根呼吸碳排放量的贡献率在18.8%—77.2%,平均为49.1%。半膜覆盖宽窄行碳排放效率最高,达到2.65 kg·kg~(-1),分别较全膜覆盖等行距和全膜覆盖宽窄行处理高37.3%和26.2%。4种玉米种植模式中,半膜宽窄行模式净生态系统生产力最高,达到7 446.2kg C·hm~(-2),显著高于其他3种植模式。【结论】4种种植模式均表现为大气CO2的汇,半膜覆盖宽窄行种植模式碳排放量最低的同时碳汇效应最强。

对石林地区两个研究点土下20、40和60cm土壤CO2浓度和土壤CO2排放量的昼夜变化进行的研究表明二者之间具有一定的正相关关系,因此土壤CO2排放量除受环境因子影响之外,还受土壤CO2浓度所控制。土壤CO2浓度和土壤CO2排放量之间的相关关系可以用来解释土壤有机碳含量及温度对土壤CO2排放量的影响,即土壤有机碳含量高和温度升高是通过影响土壤空气中CO2的形成速率,导致土壤CO2浓度升高,从而促进土壤CO2的排放。

【目的】系统地研究华北平原冬小麦/夏玉米轮作体系对不同碳氮管理措施的响应,为作物增产、土壤培肥、环境友好的"三赢"局面提供数据支持和理论依据。【方法】分别采用Nmin测试法、尼龙网袋埋藏法、静态碱液吸收法研究不同碳氮管理对冬小麦/夏玉米不同时期0—1 m土层硝态氮累积量、秸秆腐解、土壤CO2排放的影响。【结果】基于Nmin测试法的优化碳氮(Nopt,C+Nopt)处理和平衡氮素的碳氮(C+M,C+W)处理在冬小麦产量上为传统碳氮(Ncon,C+Ncon)处理的100.8%—115.9%;在夏玉米产量上,为传统处理的96.0%—116.4%;且能够节省48.2%—70.4%的氮肥用量。传统处理0...

【目的】探明不同类型氮肥对高纬度春玉米土壤N_2O和CO_2昼夜排放的影响,以期为高纬度地区农田氮肥高效利用管理和温室气体减排提供参考依据。【方法】通过田间微区施用缓释肥(SLN)、尿素添加硝化抑制剂+脲酶抑制剂(NIUI)和普通尿素(OU)试验,采用静态箱-气相色谱法,分别在苗前(S1)、苗期(S2)、拔节期(S3)、灌浆期(S4)、蜡熟期(S5)和休闲期(S6)6个时期取样测定,比较分析农田N_2O和CO_2的昼夜排放特性。【结果】施用不同类型氮肥,田间N_2O和CO_2昼夜排放均呈单峰变化趋势,S1—S6时期,土壤N_2O排放高峰出现在12:00—19:00,排放低谷出现在下半夜(0:00—6:00),而S2—S5同一时期白天或夜晚各观测时段之间CO_2排放通量差异不显著。S1和S2时期,N_2O和CO_2白天排放量分别占全天总排放量的56.2%—82.3%和53.6%—66.5%,而S3—S6时期,白天排放比例分别为40.6%—59.6%和43.7%—55.4%。SLN处理减少了S1时期土壤N_2O的全天总排放量,而NIUI处理减少了S1、S2和S5时期土壤N_2O的全天总排放量,其主要减排时段为S1时期的4:00—16:00和S2时期的12:00—22:00,其中S2时期18:00—19:00减排量占所有减排时段总量的57.3%,S5时期昼夜各时段均表现为减排作用,且昼夜减排比例相当;SLN对土壤CO_2的主要减排时段为S1时期的全天和S3时期的15:00—4:00,其中S1时期12:00—23:00减排比例高达76.8%,S3时期夜晚减排比例占所有减排时段总量的68.1%;NIUI处理在玉米生长季5个测定日都表现出对CO_2的减排作用,但昼夜减排比例存在差异,白天平均减排46.9%,最高减排达73.2%。同时发现,N_2O和CO_2排放通量日均值与9:00—10:00观测值存在极显著正相关关系(r_(N_2O)=0.938**,r_(CO_2)=0.977**),9:00—10:00可作为东北春玉米农田N_2O和CO_2昼夜排放研究的代表性取样时段。【结论】不同类型氮肥对土壤N_2O和CO_2昼夜排放通量的影响在不同时期表现各异。与常规施氮相比,缓释氮肥抑制了玉米苗前期土壤N_2O昼夜排放,减排时段主要在9:00—22:00,而在其他测定日均促进了土壤N_2O昼夜排放;尿素添加硝化抑制剂和脲酶抑制剂抑制了玉米苗前白天、苗期夜晚以及收获期白天和夜晚的土壤N_2O排放,对拔节期至灌浆期土壤N_2O的昼夜排放均表现为促进作用。在苗前测定日全天和拔节期测定日的夜晚,缓释肥对土壤CO_2表现出减排作用;尿素添加硝化抑制剂和脲酶抑制剂降低了6个测定日土壤CO_2的排放。

用静态箱采集气样,气相色谱法测定CO2浓度,研究湘中丘陵区4种森林类型土壤CO2排放量,分析森林类型、季节、土壤温度和含水量对土壤CO2排放量的影响。结果表明:4种森林类型月均土壤CO2排放量的最大值(350.476 mg.m-2h-1)和最小值(34.731 mg.m-2h-1)分别出现在7月份和2月份的杉木林,各森林类型的月均土壤CO2排放量之间的差异性显著(p<0.05)。各森林土壤CO2排放量存在明显的季节变化规律,马尾松林与南酸枣林、青冈林的土壤呼吸量在季节动态上趋势相似。4种森林类型土壤CO2排放与各层(0、5和10cm)土壤温度之间呈显性指数相关(p<0.001),但与土壤含水量...

【目的】为探明不同秸秆还田方式对宁夏扬黄灌区土壤理化性质及玉米生长的影响,【方法】试验设置6种秸秆还田方式:秸秆粉碎翻压全量还田(QR),秸秆粉碎翻压全量种还分离还田(QG),全量覆盖还田(QM),秸秆粉碎翻压半量还田(HR),秸秆粉碎翻压半量种还分离还田(HG),半量覆盖还田(HM),以秸秆不还田作为对照(CK),研究其对土壤容重、水分、养分、玉米生长及产量的影响。【结果】不同秸秆还田方式处理下0～40 cm层土壤容重较对照有所降低,总孔隙度明显增加,其中以QR处理效果最佳。不同处理下各生育期0～100 cm层土壤贮水量均以QM处理效果最优,较CK显著增加18.7%,其它处理在生育期后期均高于对照,但差异不显著。在玉米生长后期,各处理0～40 cm层土壤有机碳、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾含量较对照均有不同程度增加,以QR表现效果最优,分别较CK增加13.1%、9.4%、15.7%、40.9%、21.4%。QR处理能显著促进玉米生长,其平均株高、茎粗和地上部生物量分别较CK显著增加16.4%、17.5%和15.9%。玉米籽粒产量以QR处理最高,较CK显著增加21.3%,其次为QG、HR、HG处理,分别较CK显著增加19.9%、15.7%和11.8%,而QM、HM处理与CK差异不显著。【结论】通过一年初步研究发现,在宁夏扬黄灌区采用秸秆粉碎翻压全量还田(QR)可有效培肥土壤,促进玉米生长,提高玉米产量。

根据１９９５～１９９６年作物生长季在中国科学院拉萨农业生态站进行的试验研究，西藏高原农牧地不同植被覆盖下的土壤ＣＯ２排放通量为１７～１０５ｋｇＣＯ２ｈｍ－２ｈ－１。各类植被覆盖下土壤ＣＯ２排放通量均表现为白天高于夜间，午后高于午前。在作物生长季，由于土壤排放的ＣＯ２补充了高原大气ＣＯ２含量的不足，作为光合作用原料的重要组成部分被植物同化，因而不会增加大气中的ＣＯ２浓度。影响土壤ＣＯ２排放速率的因子主要有植被发育期、植被类型及环境因子。在环境因子中，土壤ＣＯ２排放速率与地温（地面０ｃｍ、地中５ｃｍ、１０ｃｍ）及气温均呈明显正相关，与大气压及空气中ＣＯ２浓度呈明显负相关。

为探究咸淡轮灌模式下春玉米土壤温室气体的排放特性,采用4种水质,即淡水和矿化度分别为2、3.5和5g/L的微咸水;2种轮灌方式,即淡水—微咸水(1∶1)和淡水—微咸水—微咸水(1∶2)循环轮灌进行滴灌试验,分析了不同处理对农田土壤CO_2、N_2O排放和春玉米产量的影响。结果表明:1)1:2轮灌处理CO_2和N_2O日平均排放通量比1∶1轮灌分别低10.26%、8.74%。2)矿化度为3.5和5g/L微咸水处理CO_2气体日均排放通量比2g/L分别低27.82%、31.16%,N_2O气体日平均排放通量比2g/L分别低4.46%、8.23%。3)相比2g/L处理,3.5和5g/L处理产量平均减少5.92%、11.05%;1∶2轮灌比1∶1轮灌产量平均减少2.00%。4)显著性分析表明:水质对CO_2气体日平均排放通量和玉米产量的影响显著(P0.05);轮灌方式对CO_2、N_2O气体排放通量和玉米产量的影响不显著(P>0.05)。

大气CO_2浓度和温度升高会通过影响作物的光合作用,从而影响光合碳向土壤中的输送。输入到土壤中光合碳含量的变化势必会对土壤外源碳的主要分解者--微生物的群落结构产生影响。土壤微生物在土壤有机质的转化过程中发挥着重要的作用,是土壤碳循环的主要驱动者,其群落结构和功能的改变会影响土壤有机质的动态变化,而这些变化会进一步增加或者降低大气中的CO_2浓度,从而对气候变化产生反馈作用。未来土壤的碳平衡取决于大气CO_2浓度和全球变暖对土壤中碳的输入、输出以及碳在土壤中的驻留时间。因此,只有全面了解大气CO_2浓度和温度升高将对土壤碳库及土壤微生物群落结构产生何种影响,才能明确地揭示陆地生态系统对气候变化的反馈机制,对未来农田土壤有机碳库的管理和生产力的维持有重要意义。文章综述了大气CO_2浓度和温度升高及其交互作用对土壤碳库和土壤微生物群落结构的影响。主要结论为:(1)大气CO_2浓度和温度升高对土壤碳库的影响可以相互抵消,但是土壤碳库是否成为碳"源"与温度升高的幅度密切相关;(2)大气CO_2浓度升高增加了光合碳在玉米、小麦等植株各部分的分配,温度升高同样对光合碳的分配规律产生影响,但对不同部位的影响不一致,多呈降低或无显著影响;(3)大气CO_2浓度和温度升高可能对土壤微生物活性及其群落结构产生交互影响,且对不同微生物(细菌、真菌和古菌)群落的影响程度不同,进一步对土壤有机碳的转化产生影响。最后提出未来的研究方向:(1)从气候变化影响植物-土壤互作角度解析根系分泌物的转化过程及其对微生物的影响;(2)通过DNA-SIP进一步研究大气CO_2浓度和温度升高条件下土壤微生物对不同植物来源碳的选择性利用与碳循环的关系,从而阐明气候变化条件下微生物底物利用策略以及微生物群落结构的变化。

通过进行2年的田间小区定位试验,研究了不同耕作措施及秸秆还田方式对春玉米产量及土壤理化性状的影响。结果表明:各种秸秆还田方式均可显著提高玉米产量;秸秆连年还田方式最有利于改善土壤的物理性质、提高土壤养分和有机质含量,玉米增产幅度最大;秸秆连年还田配施尿素处理及秸秆隔年还田处理在改善土壤理化性质方面没有表现出明显的优势。深翻、深松耕作方式与普通旋耕相比,可显著降低深层土壤容重,提高土壤孔隙度及土壤田间持水量,增加土壤有机质、氮磷钾含量,促进春玉米产量提高。深翻耕作方式在改善土壤理化性质和提高玉米产量方面的效果显著优于深松,并且这种优势在秸秆连年还田条件下达到最大。

物流活动是主要碳排放源之一,是温室气体减排、缓解气候变化的重要领域,从省域层面对我国物流作业的碳排放量进行核算和比较分析,对于从宏观上掌控各省域物流作业碳排放量及省域物流作业节能减排目标确定具有重要的意义。本文首先给出了省域物流作业CO2排放量测量模型,测算了不同能源的CO2排放因子及排放系数。然后,以物流作业直接能耗法核算我国各省域2008年物流作业的CO2排放指标,包括各省域的CO2排放量和单位货物周转CO2排放量,对比分析发现:我国省域之间物流活动产生的CO2排放量存在着地域不平衡性,CO2排放量中东部大部分省域要高于西部省域,而单位货物周转CO2排放量西部大部分省域要高于中东部省域。最...

为探明不同耕作方式和小麦秸秆还田对川中丘陵地区紫色土壤碳库和玉米产量的影响,于2015,2016年设置了秸秆还田旋耕(RTS)、秸秆还田免耕(NTS)、秸秆不还田旋耕(RT)、秸秆不还田免耕(NT)4个处理,研究耕作方式与秸秆还田对川中紫土土壤碳库与产量的影响。结果表明:秸秆还田提高了土壤有机碳含量,2016年玉米成熟期010 cm和1020 cm有机碳NTS较NT处理分别提高了21.9%,1.6%,RTS较RT处理分别提高了23.1%,15.9%。与秸秆不还田相比,2015年玉米成熟期秸秆还田010 c

【目的】秸秆还田是培肥地力、增加土壤有机质和改善土壤结构的重要技术手段,但以往的研究表明秸秆还田会加速土壤温室气体的排放。本研究通过对秸秆不同还田深度下农田土壤温室气体排放特征和产量的研究,明确降低温室气体排放量的最佳还田深度,以期为合理利用秸秆、提高作物产量,实现农业可持续发展提供科学依据。【方法】采用大田微区试验,以玉米为供试作物,设置4个还田深度,采用静态箱-气相色谱法测定整个玉米生长季不同还田深度下温室气体(CO_2、CH_4、N_2O)的排放特征,产量及产量构成因素。试验共设5个处理,还田深度分别为0—10 cm(T1)、10—20 cm(T2)、20—30 cm(T3)和30—40 cm(T4),同时以不还田处理作为对照(CK)。【结果】(1)在整个玉米生长季CO_2和N_2O均表现为排放,CH_4表现为吸收。CO_2累积排放量为T3处理最高,较CK显著增加了28.6%,T4处理增加最少,较CK显著增加了17.1%(P<0.05),但T1与T4处理之间差异不显著;而N_2O的累积排放量T2处理为最高,与CK相比,累积排放量显著增加111.3%,T4处理增加最少,与CK相比显著增加了12.8%(PT4处理>T3处理>T1处理>T2处理,且各还田处理与CK之间差异显著(P<0.05)。(2)秸秆不同还田深度下,与对照相比,各处理玉米产量均显著增加,增产在5.6%—20.8%(PT3处理>T1处理>T4处理>CK处理,而GHGI表现为T2处理>T3处理>T1处理>CK处理>T4处理,表明与CK相比,各处理均增加了玉米季温室气体的综合增温潜势,而T4处理则降低了玉米季温室气体排放强度,说明秸秆深还至30—40 cm可在一定程度上缓解全球增温潜势。【结论】秸秆还田会显著增加CO_2和N_2O排放,降低对CH_4的吸收能力;秸秆深还至30—40 cm可相对降低综合增温潜势,降低温室气体排放强度,同时显著增加玉米产量。因此,为实现较高的玉米产量和较低的温室气体排放强度,秸秆深还至30—40 cm是较为合理的土壤改良培肥方式。