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退耕还林工程建设对吴起县域植被碳储量的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
采用标准样地调查结合数据分析的方法研究了吴起县退耕还林工程实施后,人工林的含碳率、碳储量及空间分布特征,结果表明：吴起县9类退耕还林地植被层总碳密度由大到小的顺序为：柠条〉刺槐〉沙棘〉紫穗槐〉臭椿〉山杏〉山桃〉侧柏〉油松,均大于天然草地的总碳密度;吴起县退耕还林12年后植被的总碳储量为152.53万t,是退耕还林前1998年总碳储量的3.2倍,且其空间分布也发生了较大的转变。吴起县退耕还林地的平均碳密度值远低于我国及世界各地森林平均碳密度的一些估计值,各类林地生态系统的碳储量还有很大潜力空间。 相似文献
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以典型黑土区——三江平原为研究区,采用最小二乘法揭示1990—2020年气候变化下研究区陆地生态系统碳储量变化趋势,借助重心分析和冷热点分析方法揭示研究区陆地生态系统碳储量时空分异特征,利用地理加权回归法分析气候因子对碳储量的影响,并借助CMIP6数据模拟和预测高强迫情景（SSP585）和中等强迫情景（SSP245）下陆地生态系统碳储量。结果表明：气候变化背景下1990—2020年研究区碳储量呈波动下降趋势,碳储量损失约2.66×107t;碳储量高值区主要分布在西北部和东部地区,碳储量低值区主要分布在北部和东南部地区;1990—2020年研究区碳储量下降速率变化幅度较大,其中鹤岗市碳储量下降速率最大,佳木斯市最小。1990—2020年研究区碳储量重心向东北方向移动1340m,其中2000—2020年向东北方向偏移1680m;碳储量热点区呈片状和块状分布格局,冷点区呈片状和带状分布格局,热点区范围基本保持不变,冷点区范围缩小。1990—2020年研究区年均气温、年降水量与碳储量关系具有显著性,呈正负无规律交错分布的空间格局。气候与土地利用变化决定碳储量的时空格局,其中林地-林地和耕地-耕地碳储量损失最大。在SSP585和SSP245情景下,2030年研究区碳储量分别为2.22×107t和2.26×107t,相比2020年分别减少2.17×107t和2.13×107t,碳储量空间分布格局未发生显著改变,但冷热点区范围均缩小,重心将持续向东北方向偏移6525m和6000m。 相似文献
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农业是全球生态系统碳循环的重要组成部分，受干旱影响较大，因此了解干旱对农业生态系统碳汇强度的影响有助于理解农业生态系统碳循环的变化规律，为实现碳排放的控制提供理论依据。利用植被光合呼吸模型（VPRM）对华北平原冬小麦-夏玉米轮作系统净生态系统碳交换量（NEE）进行模拟，基于蒸散发和归一化植被指数计算干旱严重程度指数（DSI）作为评价农业干旱强度的指标，并通过地理探测器和去趋势分析评估了华北平原农业生态系统NEE对农业干旱的时空响应。结果表明，冬小麦生育期间华北平原北部农业干旱强度大于南部，且随着冬小麦发育，其农业干旱强度逐渐降低；夏玉米生育期间，华北平原进入雨季，整体较为湿润。农田生态系统固碳能力随着农业干旱强度的增加而减小，且农田生态系统NEE对农业干旱的敏感性在冬小麦/夏玉米生育中期大于生育初期和末期，其中农业干旱的空间变异性对冬小麦NEE的解释力在3月最大（q=0.681），对夏玉米NEE的解释力在8月最大（q=0.792）。随着农业干旱强度的加重，若不考虑籽粒碳含量，麦田和玉米田从强碳汇变为弱碳汇，若考虑籽粒碳含量，则其最终转变为碳源。 相似文献
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水生生态系统是陆地生态系统重要的碳库,其中泥炭沼泽湿地是淡水湿地中碳累积量最高的生态系统,储存了全球土壤碳库近1/3的碳,因而在气候变暖的背景下,其碳库的收支平衡会产生巨大的改变从而影响全球碳排放收支。对历史时期泥炭沼泽湿地形成演化与碳累积过程、现阶段气候变化背景下泥炭地潜在碳排放过程机制及其影响因素以及利用模型预估泥炭地未来碳库动态变化3个方面进行了总结与评述。研究结果表明：全新世以来泥炭地的碳积累迅速,但受到全球变暖的影响,近年来泥炭地的碳储量变化明显。气候变化导致的温度升高和降水时空分布格局改变及环境植被变化等现象影响了泥炭地以微生物驱动的生物地球化学过程,从而影响到泥炭地的碳动态,但其主导因素及相互作用关系还需进一步研究;同时,模型作为预测未来泥炭地的碳动态的重要方式,由于其参数及结构的不同,其预测的结果具有很大的不确定性,因此如何获取更多实测数据,优化模型结构,提高结果准确性,将是未来工作中急需解决的问题。该综述有助于探究气候变暖对泥炭沼泽湿地碳循环的影响,预估未来泥炭沼泽湿地系统的碳排放情况,为完成“碳达峰”和“碳中和”目标提供重要的理论依据。 相似文献
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耕作方式对稻麦轮作区土壤碳氮储量与层化率的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为研究不同耕作方式对稻麦轮作农田土壤碳氮固持和层化情况的影响,于2013年开始在江苏省泰州市姜堰区河横生态农业科技示范园进行试验,设置了少耕秸秆还田(MT)、旋耕秸秆还田(RT)、翻耕秸秆还田(CT)、翻耕秸秆不还田(CT0)4种处理。分层采集各处理0～20cm土壤,测定土壤容重、有机碳和全氮含量,计算碳氮比、层化率、土壤有机碳和全氮储量(等质量法)。结果表明,MT、RT、CT分别提高0～5cm、5～10cm和10～20cm有机碳和全氮含量。10～20cm土壤碳氮比随着耕作强度提高而减小。MT显著提高有机碳和全氮含量层化率,0～5cm土层:10～20cm土层碳氮比层化率随着耕作强度增加而增加。MT提高了0～20cm土壤有机碳储量和0～10 cm土壤全氮储量,但是0～20 cm土壤氮储量不及RT和CT。秸秆还田提高0～20cm土壤有机碳、全氮含量、碳氮比,显著增加了有机碳和全氮储量,具有良好的碳氮固持效应,但是对土壤有机碳和全氮含量层化率影响不显著。结果可为探寻有利于农田土壤碳氮库构建、提高土壤肥力的耕作方式提供理论依据。 相似文献
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旱作区土壤有机碳密度空间分布特征与其驱动力分析 总被引：1，自引：0，他引：1
为直观显示0～40 cm深度不同层次的土壤有机碳密度空间分布特征,并深入分析不同空间位置上有机碳密度的主要影响因素,根据2017年分层采样点的测试数据计算了旱作区土壤有机碳密度,采用反距离加权法模拟了有机碳密度空间三维分布特征,用地理加权回归分析了有机碳密度的影响因素。结果表明:旱作区土壤有机碳密度呈东北高、西南低的趋势;不同类型土壤的有机碳密度差别较大。气候(温度、降水)是旱作区有机碳密度的主要影响因素。随着土层深度的增加,气候和黏粒含量对土壤有机碳密度的解释度呈增大的趋势。年平均气温与土壤有机碳密度呈负相关性,在不同区域不同深度土层中,年降水量与土壤有机碳密度的回归系数都低于0. 01,相关性很小,黏粒含量与土壤有机碳密度呈正相关性。研究成果可为探究有机碳储量估算和科学制定固碳减排政策提供数据和理论支撑。 相似文献
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不同水肥条件下夏玉米/冬小麦农田生态系统碳平衡研究 总被引：3，自引：0，他引：3
农田生态系统碳平衡取决于农作物固定碳量和土壤异养呼吸排放碳量。为揭示水肥用量对农田生态系统碳平衡的综合影响,设置3个灌水水平：高水、中水和低水（W1、W0.85、W0.7夏玉米季分别为90、76.5、63mm,冬小麦季分别为140、119、98mm）,4个施氮水平：高氮、中氮、低氮和不施氮（N1、N0.85、N0.7、N0夏玉米季分别为300、255、210、0kg/hm2,冬小麦季分别为210、178.5、147、0kg/hm2）,4个施磷水平：高磷、中磷、低磷和不施磷（P1、P0.85、P0.7和P0夏玉米季分别为90、76.5、63、0kg/hm2,冬小麦季分别为150、127.5、105、0kg/hm2）进行了田间试验。结果表明：不同水肥处理下夏玉米/冬小麦农田生态系统表现为碳汇,夏玉米季净生态系统生产力固碳量（CNEP）为6805~7233kg/hm2,冬小麦季CNEP为5842~6434kg/hm2,夏玉米CNEP高于冬小麦。在高、中、低肥水平下,增加灌水量,夏玉米/冬小麦周年净初级生产力固碳量（CNPP）提高2.48%~5.96%,土壤微生物异养呼吸碳释放量（CRm）增加2.15%~15.20%,净生态系统生产力固碳量（CNEP）增加1.16%~6.47%。在高、中、低供水水平下,增加施肥量,夏玉米/冬小麦周年CNPP增加2.95%~3.43%,土壤CRm增加5.23%~18.67%,CNEP增加0.93%~2.79%,CNEP增加比例与供水水平呈负相关。在低水条件下,氮磷肥配施处理夏玉米/冬小麦农田周年CNEP较单施氮、磷肥分别增加4.86%、7.34%,且氮磷肥交互作用显著（P<0.05）,水肥供应水平相差15%时对冬小麦农田CNEP有显著的正交互作用。氮磷肥配施、水肥协调供应均有助于促进夏玉米/冬小麦农田生态系统的净碳输入,在节水节肥原则下,夏玉米和冬小麦分别在W0.85N0.85P0.85和W0.7N0.85P0.85水肥供应条件下有利于增加农田CNEP。 相似文献
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在我国重视生态文明建设和“双碳”目标的新背景下,研究土地整治项目的碳效应越来越受到重视。基于碳效应理论,从工程施工碳效应、土地利用结构碳效应和农田管护碳效应3个方面构建土地整治碳效应分析模型,以河北省景县整治项目为例,采用物料衡算法、生态系统类型法等对土地整治项目的碳效应进行测算,对研究区进行碳盈亏平衡分析,计算达到碳盈亏平衡点的时间。研究结果表明：(1)工程施工的碳排放总量为8 988 t,其中防护林碳汇量197 t,净碳排放量为8 791 t,碳排放主要来源是石灰和混凝土;(2)土地利用结构的碳汇增量为1 611 t,主要来源于耕地和园地面积的增加;(3)农田管护碳效应中,农田生态系统的碳汇增量为2 662 t,主要在于农作物经济产量的提升。耕地面积增加,相应的农业投入随之增加,由此导致农业耕作产生的碳排放量增加111 t;(4)土地整治工作并未对生态环境造成消极影响,且研究区达到碳盈亏平衡点的时间为2.06 a,即自项目完成时起,经过2.06 a可以抵消掉由工程施工产生的碳排放。 相似文献
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为实现农田生态系统碳通量动态监测,提出一种基于Landsat系列多源遥感数据的农田生态系统碳通量估算方法。以美国东北部内布拉斯加州大学农业研发中心的3块试验田地为研究区域,并结合AmeriFlux公开的对应通量站点数据进行后续建模分析。从气候变量、土壤性质、植物性状3方面综合出发,优选与农田生态系统碳通量密切相关的遥感因子,构建覆盖农田生态过程关键环节的全遥感要素数据集。随后,构建基于随机森林(Random forest,RF)的农田碳通量回归预测模型,相比于岭回归模型和套索模型,该模型在农田生态系统碳通量估算方面效果更优,其决定系数(Coefficient of determination,R2)达到0.94,均方根误差（RMSE）为4.281g/(m2·d)。基于随机森林模型进行因子的重要性分析可知,DVI、 NDWI、MSAVI、NRI、NDVI对碳通量估算的贡献度分别为35.6%、25.8%、12.2%、7.8%、5.2%。在以上研究基础上,通过农田生态系统碳收支时空演变特性分析可知,内布拉斯加州2013年作物生育期内的7、8月时农田碳汇能力最强,在种植初期大豆和玉米均呈现弱碳源,且玉米的碳源能力更强,在生长高峰期时玉米和大豆均呈碳汇,且玉米碳汇能力更强。本研究为农田生态系统碳收支精准估算,进而指导农业生产提供理论支持。 相似文献
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《京都议定书》框架下的碳减排机制,主要有太阳能、风能、水能及地热能等的利用,碳捕获与碳封存技术（CCS）,工业减排和碳汇林的种植等。事实证明,上述机制没有改变也不能遏制大气中CO2急剧上升的态势。为此,笔者首次提出碳汇草的碳汇机制和界定方法。碳汇草通过多次刈割封存,可实现生物质的飞跃大增产。经中国质量认证中心核算,碳汇草每年的净碳汇量为210 thm2,碳汇量巨大。目前,全球森林面积在不断减少,碳储总量不断下降,开发新的碳汇机制迫在眉睫。由于森林不能刈割封存,碳汇草50年的“碳汇增量”,是相同面积森林“碳汇增量”的约650倍,可实现大气CO2负增长。据测算,大气中CO2总量约3.11万亿t,封存6 661亿t植物碳产品可捕碳9 725亿t,CO2浓度即可从当前的0.04%降低到工业革命前的0.027 5%;仅需边际性土地、污染需治理土地、湿地与水面等约1亿hm2种植面积。项目的实施,可降低和提前CO2峰值,调节温室效应,消除雾霾,减缓全球气候变暖,创造巨大的生态效益、社会效益和经济效益,实现经济社会发展、环境保护与应对气候变化的共赢。 相似文献
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阴山北麓丘陵区就属半干旱农牧交错生态脆弱地区，生态环境恶劣。为了改变这种生态环境现状，当地展开了一系列的林草植被建设工作，已经取得了一些成果。本文选取固阳县退耕还林地作为研究对象，用土壤质量综合评价方法分析不同植被类型对土壤质量的影响。结果表明：各植被样地均有较高的土壤质量指数值，其物理质量和化学质量均有显著提高。其中，柠条样地的土壤质量指数最高；沙棘样地的土壤质量比其它样地差。该地区的植被建设中，柠条的种植对于改善该地区土壤质量具有重要作用。 相似文献
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为准确测量农田近地层二氧化碳浓度梯度分布,降低人为测量所产生的干扰误差,设计了一种二氧化碳浓度梯度原位同步测量系统。该系统由机械采集模块和系统控制模块组成,机械采集模块负责采集气体,系统控制模块实现二氧化碳浓度的自动测量,测量系统在农田中自动进行二氧化碳浓度梯度分布的测量,并采用无线传输技术将测量数据发送至服务器。阐述了测量系统的总体结构以及各模块设计方法,运用Fluent软件模拟了二氧化碳测量的抽气过程,分析优化了测量管路间隔与抽气速度、管道直径的关系,并进行了测量系统室内标定和现场二氧化碳浓度测量试验。试验结果表明,该系统能够较好地测量农田二氧化碳浓度梯度的分布,测量误差不大于4.17%,实现了农田信息的自动获取,对二氧化碳碳汇信息计算具有重要意义。 相似文献
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生物炭施用对农业生产与环境效应影响研究进展分析 总被引：8，自引：0，他引：8
生物炭(Biochar)因其特殊性质而被广泛应用在土壤改良和固碳减排等方面,因潜力很大,备受国内外学者的关注。然而,生物炭性质不仅因生物质制备材料来源不同而有所差异,还受到热解温度和工艺的影响。同时,生物炭性质和土壤条件差异也在较大程度上影响其改良土壤效果和固碳减排成效。综述近年来国内外有关生物炭在农田水土环境及固碳减排影响的研究进展,总结了生物炭在农业领域、固碳减排及盐碱地改良等方面的研究成果,分析了现存问题,并对生物炭在农业相关领域的研究应用进行了探讨,旨在为广泛应用生物炭技术提供借鉴和参考。 相似文献
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农田管理措施对滨海盐渍化土壤碳平衡的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为研究不同农田管理措施对滨海盐渍土壤碳平衡的影响,通过玉米-小麦轮作试验,研究农田土壤碳收支情况。试验共设6个处理:(1)常规对照(CK),(2)有机肥常量(OF),(3)氮肥增施(NF),(4)秸秆还田(S),(5)有机肥加秸秆(OF+S),(6)免耕(NT)。结果表明,秸秆还田和施用有机肥提高了土壤呼吸的强度,而NT处理的CO_2平均释放量最低,不同处理下土壤呼吸表现为OF+S处理S处理OM处理NF处理CKNT处理。各处理土壤有机碳量随着作物种植年份的增加而逐渐升高,其中OF与NT处理增加最多,而NF处理并没有显著提高土壤的有机碳量。在两季作物收获后,各处理的碳输入均高于碳输出,表现为碳净输入,呈现较强的碳汇特征。S处理和OF处理的碳净输入均显著高于CK,可有效减缓土壤CO_2排放,增加其有机碳的输入。 相似文献
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采用田间试验,对不同保水剂用量条件下冬小麦碳吸收、碳排放、碳成本、碳效率及碳净汇等进行了研究。结果表明:农业生产过程中虽然保水剂和各种农资投入会产生一定的碳足迹,但其同时促进了作物生长,提高了作物的干物质量,从而显著提高碳吸收,降低碳成本,提高碳效率和碳净汇。各处理中60 kg/hm2保水剂用量的碳成本最低,较对照减少了25.6%,而其碳效率和碳净汇最大,较对照分别提高了35.3%和30.6%。施用保水剂提高了冬小麦的水分利用效率,且以60 kg/hm2保水剂用量效果最佳。相关性分析表明水分利用效率与碳吸收、碳效率和碳净汇呈显著正相关,而与碳成本呈极显著负相关。 相似文献
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河套灌区种植结构变化对农田系统水量平衡的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
种植结构调整是灌区农业节水的重要措施。1990年以来,河套灌区种植结构发生了剧烈变化,小麦等粮食作物种植面积大幅减小,葵花等经济作物种植面积大幅增加,对灌区水循环系统带来显著影响。针对这一问题,系统解析了灌区种植结构变化对农田系统的影响机制,采用阿维里扬诺夫经验公式、修正的Penman公式(1948)、Penman-Monteith公式(1973)等分别计算了河套灌区1990—2013年潜水蒸发量、蒸散耗水量等各水量平衡要素的变化情况,并从多个时间尺度分析了种植结构的变化对灌区农田系统水量平衡要素的影响。结果表明,1种植结构变化对垂向水量平衡要素蒸发耗水量和潜水蒸发量影响最为显著,其通量值明显减小;其次是对灌溉水量和田间入渗量的影响;对水平向水量平衡要素地表排水量影响最小。2潜水蒸发量、蒸发耗水量、灌溉用水量和田间入渗量在丰、平、枯3种典型年均呈不同程度的减小趋势,而地表排水量在不同水平年变化差异较大。3月尺度上,5月灌溉水量和6月潜水蒸发量与经济作物种植比例增加显著相关。4农田系统总输入水量与总输出水量总体呈下降趋势,水循环通量减小,水循环强度减弱。1990—2005年水分蓄变量整体呈现负平衡的状态,2006—2013年土壤层水分蓄变量为正,但由于实际土壤层增厚、土壤含水率仍然呈下降趋势。 相似文献
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黄土丘陵区退耕还林土壤不同大小颗粒固碳过程与速率 总被引：2，自引：0，他引：2
为揭示黄土丘陵区退耕还林土壤固碳过程及其变化机制,采用物理分组法探讨了安塞纸坊沟退耕15~45 a刺槐与柠条林地土壤砂粒、粉粒、黏粒截存有机碳的效应与速率。结果表明,对比坡耕地,两种退耕林地土壤颗粒结合碳含量均随退耕年限延长显著增加,并且表层0~10 cm土壤增幅最高,10~60 cm各土层增幅基本接近。退耕15~45 a期间,刺槐与柠条林0~20 cm土层均以粉粒碳密度增速最高,分别达0.21、0.11 Mg/(hm2·a),砂粒碳和黏粒碳增速相近,平均分别为0.13、0.06 Mg/(hm2·a)。同样的变化发生在0~60 cm土层,但各颗粒碳密度增速为0~20 cm土层的1.6~2.5倍。按此增速到退耕45 a时柠条林地砂粒碳、粉粒碳、黏粒碳相比坡耕地分别增大了2.6、1.1、0.8倍,刺槐林地则分别增大了8.3、2.2、2.8倍,并且对总有机碳累积贡献的平均比率为:砂粒碳(23%)等于黏粒碳(26%)且均小于粉粒碳(51%)。此外碳库管理指数比碳库活度与土壤总有机碳库变化有更显著的线性相关性。综上分析,该区域退耕刺槐林比柠条林土壤有更强的固碳效应,两种林地均以粉粒碳为主要固碳组分,以砂粒碳周转速率最快。 相似文献