【目的】长期大规模翻耕和秸秆燃烧造成土壤有机质(SOM)大量损失,使农田成为温室气体的一个排放源。然而,近年来,随着免耕技术的逐步推广、秸秆还田面积的增加,加上施肥、灌溉等农田管理措施的应用,农田土壤有机碳(SOC)储量有所回升,预计其将成为温室气体的吸收汇。本文通过分析各种农田管理措施下土壤有机碳(SOC)的变化量,估算中国农田管理土壤碳汇量,为制定中国农田温室气体清单提供科学参考。【方法】通过查阅相关文献著作等,构建农田管理情景,分析各管理措施长期定位试验土壤有机碳变化量的数据。根据中国农作制的分区,估算各区域及水田、旱地农田管理下的碳汇量,并与政府间气候变化专门委员会(IPCC)制定的2...

为完善面向土壤固碳的畜禽粪便承载力估算方法研究，以北大荒集团和新疆生产建设兵团种养业生产系统为研究对象，根据种养业生产现状与农田土壤固碳机制，以静稳态模型为基础，构建基于土壤有机碳密度变化率的畜禽粪便农田承载力模型；设定土壤有机碳密度变化率目标值，估算每hm2农田适宜施用畜禽粪便有机肥量与畜禽承载量。结果表明：1）当农田土壤有机碳密度维持当前水平，北大荒集团和新疆生产建设兵团农田可承载的畜禽养殖量以猪当量计分别为180.5～832.1和14.7～327.6头/hm2。2）考虑土壤固碳需求，两地畜禽养殖业未来发展潜力大。本研究成果可为区域种养结合与绿色低碳发展提供参考资料。

现代土壤肥料研究推动全球不同国家和地区建立了主要作物对氮、磷、钾等矿质养分需求量的推荐指标,这些量化指标成为科学施肥的基础,促进了农业实现增产、增收、增效和环境安全。土壤培肥是发展农业的基础。有机肥、绿肥、秸秆还田是培肥土壤的主要措施,尽管已有研究证实,过量施用有机肥料不仅造成人力、物力浪费,还会产生农田养分流失和环境污染。迄今为止,在国际范围,对农田培肥尚无量化推荐指标。近年由德国科学家建立并尝试采用的农田有机质平衡算法及推荐指标将可能打破这一僵局。本文择要介绍这一方法原理、应用范围和示例,以期为我国提供可资借鉴的经验。有机质平衡算法的科学基础是通过多点长期定位试验,获得作物和有机肥料的土壤有机质碳当量值,前者用以度量不同作物在其典型种植方式下,引起土壤有机质碳量变化的趋势,后者用于表征不同有机肥料施入土壤后产生的有机质量。通过有机质碳当量值,可以对作物在典型种植方式下引起土壤有机质的亏缺量或盈余量、秸秆还田或施用有机肥引起土壤有机质的增加量统一在一个量纲基准上进行分析和计算。该方法作为官方推荐方法,自2004年始在德国多个州和奥地利推广采用,既适用于综合农业,也适用于有机农业。在不允许使用矿质氮肥的有机农业上,该法兼作农田氮素养分管理方法。多点大田校验试验显示,采用此方法,农田土壤有机质供应水平从"低"提高至"平衡"等级时,产量增加幅度可达到50%—150%。有机质平衡算法作为专为农民研制的分区、分类、量化技术指标,延续德国为农民定制的其他技术指标风格,采用了五等级评价指标体系架构。五等级的各分级名、分级释义充分汇总各地长期试验和大量农户调查与验证结果,形成了全国统一的等级释义,保证了指标体系架构的稳定性,既便于各地农民记忆和长期推广,也便于与国家绿色农业补贴政策关联,是有机质平衡算法的前台指标。而与5个分级对应的农田有机质碳当量值范围、作物与肥料有机质碳当量作为支持前台指标的专业指标,允许各地农业科研机构根据本地条件,在保证前台指标释义不变前提下进行相应调整,从而保证了整个指标体系的可扩展性、科学性和实用性,促进了其在各地的广泛推广,切实提高了农民科学施肥与耕地保育技术水平,推动了农田精准化、标准化管理和农业面源污染管控效率,这一做法也值得我国借鉴。在中国应用这一方法的关键是研制适合各主要农区作物和有机肥料的有机质碳当量值。鉴于目前我国长期定位试验数量有限,可借鉴德国相关研究基础,采用长期与中、短期定位试验结合,大田定位试验与模拟试验、校验试验及农田定位调查相结合方式,边试验、边研制、边校验改进、边推广,逐步完善。

用高锰酸钾氧化法讨论了土壤活性碳库和碳库管理指数（ＣＰＭＩ）。结果表明：不同农田土壤活性碳含量为０４９～４９９ｍｇ／ｇ、ＣＰＭＩ为５１６～１６５。不同施肥处理对红壤ＣＰＭＩ的影响为绿肥（ＧＭ）＞厩肥（ＦＹＭ）＞ＦＹＭ＋ＮＰＫ＞参考（ＲＥＦ）＞ＮＰＫ＞对照（ＣＫ）；对水稻土为：稻草（ＲＳＣ）＞ＦＹＭ＞ＦＹＭ＋ＮＰＫ＞ＲＥＦ＞ＮＰＫ＞ＣＫ。黄棕壤ＧＭ、ＦＹＭ和ＦＹＭ＋ＮＰＫ处理的ＣＰＭＩ分别比ＲＥＦ提高了５０％、４５９％和２１９％，ＮＰＫ和ＣＫ下降了６％和３８１％。潮土施肥１０年的ＣＰＭＩ与施肥５年相比，ＦＹＭ和ＦＹＭ＋ＮＰＫ提高了２８４％和１９７％，而ＮＰＫ和ＣＫ下降８７％和１...

农田土壤碳库对缓解气候变化、保证粮食安全具有重要作用。日益加剧的气候变化对农田土壤有机碳库演变的潜在影响受到广泛关注。全球气候变化所带来的温度、降雨和大气二氧化碳(CO2)浓度的改变,会通过影响净初级生产力(NPP)、外源碳投入和有机碳分解速率等因素改变生态系统碳循环过程。另外,气候变化也会通过改变土地利用方式和种植制度等农业措施改变生态系统碳循环。综述国内外农田土壤碳库演变对气候变化影响的研究成果表明,到21世纪末,中国气温将会升高3.9—6.0℃,降水有望增加9%—11%。至2050年,气温和降水的变化会造成中国农田系统碳投入相比1980年降低2.3%—10%(小麦、玉米和水稻平均值)。相...

土壤碳库是陆地生态系统碳库的主体,在全球碳平衡中具有重要作用。从20世纪70年代早期Landsat-MSS数据的使用开始,各种传感器的卫星多光谱测量开始广泛应用于土壤凋查中。首先,分析了利用遥感方法估算土壤碳储量的可行性。之后,系统分析总结了国内外在土壤碳储量研究中的常用遥感方法,即遥感影像直接估算法、植被指数法和光谱测定分析法。最后,对遥感在土壤碳储量估算研究中的发展趋势做出展望。

【目的】确定中国西北干旱区黑河流域中游绿洲农田蒸散量并区分作物蒸腾和土壤蒸发,为制定合理的作物灌溉制度和提高区域水资源利用效率提供依据。【方法】本文利用中科院临泽内陆河流域研究站绿洲内部大田玉米地2009年的小气候和土壤蒸发等综合观测试验数据,运用FAO-56和ASCE推荐的两种时间步长的四种不同形式的Penman-Monteith模型估算了甘肃临泽绿洲玉米农田2009年参考蒸散量,并结合FAO-56双作物系数法估算了其实际蒸散量。【结果】4种P-M模型FAO-56-PM24h、ASCE-PM24h、FAO-56-PM0.5h及ASCE-PM0.5h和双作物系数法估算的实际蒸散量依次为672....

海藻养殖是渔业碳汇的重要形式,碳汇生态功能显著。本实验以1999—2012年《中国渔业统计年鉴》统计数据为基础,对中国及浙江近海藻类养殖的产量、结构进行了分析,并对其固碳强度进行了估算。中国近海海藻养殖以海带、裙带菜、紫菜、江蓠等为主,期间年均总产量为141.87万t,各类海藻养殖产量所占比例分别为海带(60.29%)、裙带菜(7.92%)、紫菜(5.67%)、江蓠(5.39%)。浙江近海海藻养殖以紫菜、海带、羊栖菜、苔菜等为主,各类海藻养殖产量所占比例分别为紫菜(51.83%)、海带(27.73%)、羊栖菜(12.72%)、苔菜(1.27%)。浙江近海海藻养殖总产量占全国总产量的份额不高(2...

为探明南方稻麦两熟制农田秸秆还田模式对土壤总有机碳、活性有机碳、碳库管理指数和稻麦产量的影响,论文通过8 a的水稻-小麦轮作田间定位试验,设置了4个秸秆还田模式处理:秸秆不还田(CK)、秸秆稻麦季均还田(RW)、仅麦秸稻季还田(W)、仅稻秸麦季还田(R)。结果表明,与CK处理相比,秸秆还田显著提高了020 cm土壤的总有机碳、活性有机碳、稳定态有机碳(P0.05),RW处理的活性有机碳、碳库活度指数、碳库管理指数与R处理无显著差异性(P>0.05),显著大于W处理(P0.05),显著大于W处理;活性有机碳

为探明南方稻麦两熟制农田秸秆还田模式对土壤总有机碳、活性有机碳、碳库管理指数和稻麦产量的影响,论文通过8 a的水稻-小麦轮作田间定位试验,设置了4个秸秆还田模式处理:秸秆不还田(CK)、秸秆稻麦季均还田(RW)、仅麦秸稻季还田(W)、仅稻秸麦季还田(R)。结果表明,与CK处理相比,秸秆还田显著提高了0~20 cm土壤的总有机碳、活性有机碳、稳定态有机碳(P0.05),RW处理的活性有机碳、碳库活度指数、碳库管理指数与R处理无显著差异性(P>0.05),显著大于W处理(P0.05),显著大于W处理;活性有机碳、碳库管理指数与水稻产量均值呈极显著相关(P0.05);上述结果表明,与稻麦两季还田模式相比,南方稻麦两熟制农田实施仅稻秆麦季还田模式,并不影响作物稳产性与土壤地力的提升。

农田土壤作为碳循环系统的重要组成部分,土壤碳排放核算是当前的研究重点。为有效识别不同农田管理措施对土壤碳排放强度的影响,提高区域农田碳排放核算的可靠性,本文通过收集国内外相关文献,基于Meta分析方法定量分析施肥、免耕、秸秆还田、增施有机肥等不同农田管理措施对土壤碳排放的影响效果,并引入土壤类型、作物等变量,分区建立各影响因素对农田土壤碳排放强度影响的统计分析模型。结果表明:与不施肥、免耕相比,施化肥、增施有机肥、传统耕作将增大土壤碳排放强度,合并效应值分别为0.62、0.64和0.23;不采用秸秆还田将降低土壤碳排放强度,合并效应值为-0.17。模拟结果显示,各变量系数与Meta分析结果相一致,并通过累计概率的正态性检验。建立分区函数模型可为不同区域、不同土壤类型、不同作物和不同管理措施下针对性开展农田土壤碳排放核算提供参考。

【目的】施肥是影响农田土壤有机碳至关重要的因素之一。探讨施肥对不同利用类型与种植制度下土壤有机碳的影响程度,对于深刻认识农田土壤有机碳及其可持续管理均具有重要意义。【方法】收集已公开发表文献数据,建立具备相同有机碳分组方法但相对独立的286组数据库。采用数据整合分析方法(Meta-analysis),定量分析种植制度、利用类型等人为管理及土壤属性(质地)等因素下施肥(化肥和有机肥)对土壤总有机碳及矿物结合态组分含量的影响程度。【结果】与不施肥相比,施肥均能显著提高土壤总有机碳和矿物结合态组分的含量,其提高的幅度分别为39.4%和27.7%;且施用(增施或配施)有机肥对土壤总有机碳及矿物结合态组...

【目的】施肥是影响农田土壤有机碳至关重要的因素之一。探讨施肥对不同利用类型与种植制度下土壤有机碳的影响程度，对于深刻认识农田土壤有机碳及其可持续管理均具有重要意义。【方法】收集已公开发表文献数据，建立具备相同有机碳分组方法但相对独立的２８６组数据库。采用数据整合分析方法（Ｍｅｔａ－ａｎａｌｙｓｉｓ），定量分析种植制度、利用类型等人为管理及土壤属性（质地）等因素下施肥（化肥和有机肥）对土壤总有机碳及矿物结合态组分含量的影响程度。【结果】与不施肥相比，施肥均能显著提高土壤总有机碳和矿物结合态组分的含量，其提高的幅度分别为３９．４％和２７．７％；且施用（增施或配施）有机肥对土壤总有机碳及矿物结合态组．．．

假定施入土壤的有机物料由易分解与难分解两组分组成 ,这部分外源有机碳与土壤原有有机碳的分解遵循一级动力学反应 ,相应的一级动力学速率常数受土壤环境影响函数的修正 ,导出各组分有机碳分解模型的微分形式 :d Ci/ dt=Ki × f T× f W× f S× Ci ( i =1,2 ,S)。式中 Ci 为第 i种有机碳组分 t时刻的数量 ,i =1,2 ,S分别表示外源有机碳中易分解与难分解组分以及土壤原有有机碳组分 ,Ki 为相应的一级动力学速率常数。f T、f W 及 f S分别为土壤温度、水分及质地对有机碳分解的影响函数 ,它们通过对不同有机物料在实验室控制条件下的培养测定结果得以确定。...

对农田营造早竹林后不同年限土壤有机碳变化规律的研究结果表明:(1)竹林3年生时,各层次土壤有机碳含量都呈现下降的趋势,其中表土层(0~30 cm)下降幅度最大;竹林满园后,由于采取了集约经营措施,竹林土壤有机碳含量迅速回升,至9年生时,各层次土壤有机碳含量都超过了农田相应层次水平,但是12年生时竹林各层次土壤有机碳含量又呈现下降趋势。(2)土壤有机碳密度变化和土壤有机碳含量相似,竹林3年生时各层土壤有机碳密度均呈现下降趋势;6年生时,除了0~30 cm土层继续下降外,其余各层次有机碳密度都增加;至9年生时,有机碳密度都超过相应农田各层土壤有机碳的密度;12年生时,各层土壤有机碳密度都呈现下降趋...