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中国农田表土有机碳含量变化特征——基于国家耕地土壤监测数据 总被引：8，自引：0，他引：8
通过对299个国家级耕地土壤监测点20余年数据的统计分析,评价了我国农田表土有机碳含量变化情况和固碳潜力.结果表明,全国约80%试验点有机碳年平均相对增长率(Average relative annual increment,ARAI)在-1.5%～7.5%.中国农田表土有机碳含量整体呈上升趋势.东北、华北等6个地理区域分析得出,华北、华东、西南农田表土有机碳含量显著增加;华东地区有机碳增加的农田面积占全国农田比例最大.东北最小.旱地和水田有机碳含量增加显著;水田有机碳增加的试验点所占比例大于旱地;对ARM与初始有机碳含量进行相关分析得出,我国旱地和水田有机碳潜在储存能力估计值分别为17.2和27.7 g·kg~(-1).农田土壤类型中水稻土和褐土有机碳含量增加显著;黑土有机碳含量下降样本所占比例最高.对我国各典型种植制度分析得出,双季稻、麦-稻、麦-玉、单季小麦种植制度下农田有机碳有了显著增加;麦玉轮作较其他种植制度的农田有机碳年平均相对增长率高. 相似文献
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保护性耕作下农田表土有机碳含量变化特征分析——基于中国农业生态系统长期试验资料 总被引：8，自引：0，他引：8
本文收集整理1979-2008年有关中国保护性耕作的长期试验文献,整合分析了长期保护性耕作下中国农田表土有机碳的变化特征.采用的48篇有效文献涉及18个省(区、市)的59个长期试验点,涵盖12种土类.总样本88个(其中旱地51个,水田37个).结果表明.保护性耕作处理下旱地和水田表土有机碳年变化分别介于-0.30～0.75 g·kg~(-1)·a~(-1)和-0.20～2.71 g·kg~(-1)·a~(-1),平均增幅分别达0.21 g·kg~(-1)·a~(-1)和0.51 g·kg~(-1)·a~(-1).可见长期保护性耕作下,农刚表土有机碳含量总体呈上升趋势,水田下增长高于旱地.和少免耕相比,秸秆还田更有利于促进表土有机碳的积累.统计分析还表明,结合秸秆还田的综合保护性耕作措施可以使水田和旱地的有效固碳期限分别持续27 a和23 a,水田在保持较高固碳速率的同时,延长了有效固碳年限.耕地表土有机碳含量在保护性耕作下特别是秸秆还田可以较大幅度地提高.实行保护性耕作可以具有农业稳产与土壤固碳的双重意义. 相似文献
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中国农田表土有机碳含量变化探讨——基于中文期刊网论文资料的统计分析 总被引：1，自引：0，他引：1
检索获取了中国期刊网收录的1980—2009年间土壤研究文献,提取了其中研究样品的有机质含量信息并形成数据库,统计评价了我国农田表土有机碳含量变化情况。结果表明:1985年以前文献土壤样品有机碳含量平均为(12.88±7.86)g·kg-1,1985—1992年则为(11.26±6.30)g·kg-1,1993—2002年为(11.67±5.11)g·kg-1,而2003—2009年为(11.72±7.15)g·kg-1;显示,1985年以来农田表土有机碳含量呈现总体上升趋势,支持了我们对土壤监测资料的分析结果。土地利用方式显著影响土壤样品的有机碳含量水平,水田总是高于旱地(P<0.05),不随时间变化而改变;旱地土壤样品的有机碳含量以1985年前为最高,而水田样品2003—2009年期间含量高于1985年前水平。同时分析表明,旱地农田表土有机碳含量区域差异明显,近30年来,旱地农田表土有机碳含量在华北、华东、西北增加显著(P<0.05);而在东北显著降低(P<0.05);华南、西南有机碳含量变化不明显(P>0.05)。这些结果支持了已有的土壤监测资料和调查资料研究中中国土壤固碳趋势及其地理区域分异的认识。 相似文献
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安徽省贵池区农田土壤有机碳分布变化及固碳意义 总被引：8，自引：0，他引：8
采用布点采样、室内分析测试方法,研究了安徽省贵池区农田土壤有机碳分布变化.结果表明,水稻土土壤有机碳含量及碳密度高于旱作土.贵池区(县域尺度)1984年水田耕层有机碳含量比旱地高出1/3,有机碳密度高出约5%.根据2005年贵池区土壤调查监测数据统计分析得出:水田耕层有机碳含量比旱地高出45.18%,有机碳密度高出23.73%.对比贵池区1984年和2005年两个时段的农田土壤有机碳的含量和碳密度:水稻土有机碳含量年均提高了2.01%,有机碳密度年均提高了3%;旱作土有机碳含量年均提高了1.11%,有机碳密度年均增加了1.3%.农田土壤有机碳含量与土壤性质相关.贵池区农田土壤有机碳与速效磷、碱解氮旱正相关,水稻土粘粒含量与有机碳含量呈正相关,而旱作土则无线性相关. 相似文献
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土壤有机碳对土地利用方式变化的响应 总被引：1，自引：0，他引：1
以重庆市北碚区5种土地利用方式为研究对象,研究了土壤剖面有机碳和有机碳密度对土地利用方式变化的响应.结果表明:(1)土壤有机碳平均含量的多少顺序表现为水田变菜地,旱地变菜地,水田变果园,水田变旱地,旱地变果园;(2)水田变旱地、旱地变为果园后有机碳含量呈降低趋势,而旱地变为菜地后有机碳含量呈增加的趋势;(3)表层(020cm)土壤有机碳密度大小顺序表现为旱地变菜地,水田变菜地,水田变果园,旱地变果园,水田变旱地;而2060cm厚度土壤有机碳密度表现为变化前为水田的土壤有机碳密度大于变化前为旱地的土壤有机碳密度. 相似文献
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秸秆还田下我国南方稻田表土固碳潜力研究——基于Meta分析 总被引：1，自引：0，他引：1
[目的]探究我国南方稻田不同秸秆还田方式下表土固碳潜力的大小.[方法]基于南方地区40个稻田长期试验点102组表土有机碳数据,利用Meta分析法研究了翻耕秸秆还田(CTS)、免耕秸秆还田(NTS)和旋耕秸秆还田(RTS)下稻田表土有机碳含量的相对年变化量、固碳持续时间及固碳周期内的固碳量.[结果] CTS、NTS和RTS均能显著提高南方稻田表土有机碳含量,其表土有机碳含量相对年变化量(RM)分别为0.42、0.37和0.64 g·kg-1 ·a-1,三者中,RTS为最大,约为NTS的1.7倍,CTS的1.5倍.秸秆还田下两熟制和三熟制稻田RM均值分别为0.40和0.61 g·kg-1 ·a-1,同一秸秆还田方式下,三熟制稻田RM显著高于两熟制,其中,NTS处理下两者差距最大,达2.0倍,CTS和RTS的差距稍小,但也分别达到了1.37和1.39倍.随着时间的延长,稻田表土有机碳积累速率逐渐降低,CTS、NTS和RTS的表土固碳持续时间分别为27、44和30年,以NTS最长;整个固碳周期内所能增加的有机碳量分别为15.8％、23.3％和27.3％,其中RTS增加最多.[结论]从农田土壤固碳角度考虑,在我国南方地区稻田旋耕秸秆还田较其他两种还田方式更为适宜. 相似文献
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采取野外调查与室内分析相结合方法,对紫色丘陵区林地、撂荒地、水田、旱地土壤剖面有机碳储藏特征进行了研究.结果表明,有机碳含量均随土层深度的增加而逐渐减小,但林地、旱地、撂荒地的降低速度明显高于水田,说明黏土颗粒对控制土壤有机碳含量起着重要的作用.水田、林地相比撂荒地、旱地更利于有机碳的积累,林地有机碳含量和密度在0～5 cm土层表现出绝对的优势.随着土层深度的增加,与水田、撂荒地和旱地的差异逐渐减小,且水田有机碳含量和密度在大于10 cm土层达最大值,而撂荒地有机碳含量和密度在0 ～20 cm土层高于旱地,说明深层土壤有机碳含量和密度的增加需要一个过程,只有当表层土壤的碳含量或密度达到饱和后才能逐渐对土壤深层的碳含量有所提高. 相似文献
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不同利用方式下中国农田土壤有机碳密度特征及区域差异 总被引：32，自引：2，他引：32
【目的】研究农田土壤有机碳密度特征及区域差异，为区域性土壤生产力培育提供技术参考；为区域性农田土壤碳收集技术选择和配套政策制定提供决策依据。【方法】采用我国第二次土壤普查数据，研究不同用地方式下农田耕层土壤有机碳密度状况。【结果】农田耕层土壤有机碳密度介于0.81～12.68 kg•m-2，平均为3.15 kg•m-2，其中西南区最高，平均达3.63 kg•m-2；华北区最低，平均为3.00 kg•m-2。农田土壤有机碳密度的变异系数为57%，显著比非农业土壤的变异系数低35个百分点。不同用地方式下，水田耕层有机碳密度比旱地的平均高13个百分点，但水田有机碳密度的区域变异显著低于旱地。另外，农田土壤有机碳密度与降水和气温的相关性显著低于非农业土壤，农田中水田土壤有机碳密度与降水和气温的相关性又显著小于旱地。【结论】农田尤其是水田土壤有机碳密度可能更多的是受人为因素影响，人为调控潜力大。 相似文献
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长江下游稻麦轮作农田不同施肥措施的固碳潜力分析 总被引：1，自引：0，他引：1
基于长江下游稻麦轮作农田27个长期试验点184组样本数据,采用Meta分析法研究无机氮肥（N）、无机氮磷钾肥配施（NPK）、单施有机肥（O）和有机无机肥配施（OF）4种施肥措施下农田土壤有机碳含量相对年变化量、固碳持续时间以及在固碳周期内的固碳比例。结果表明,N、NPK、O和OF处理均能增加农田表土有机碳含量相对年变化量,分别为0.05、0.19、0.22和0.31 g·kg-1·a-1,其中,以OF等处理下为最大。两熟制和三熟制农田表土有机碳含量相对年变化量分别为0.26和0.21 g·kg-1·a-1;随着监测时间的延长,N、NPK、O和OF等4种处理下农田表土有机碳增加速率逐渐降低,农田土壤固碳持续时间分别达19、36、51和47 a,以O处理最长。整个固碳周期内土壤所能增加的有机碳比例分别为6.93%、18.98%、22.34%和32.33%,以OF处理下为最高。从农田土壤固碳角度考虑,有机无机肥配施为长江下游稻麦轮作农田较为适宜的施肥方式。 相似文献
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中国农田管理土壤碳汇估算 总被引：44，自引：5，他引：39
【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2006IPCC国家温室气体排放清单指南中农田仍为农田的层次（Tier）2方法的估算结果进行比较。最后用Meta分析法估算中国农田管理土壤碳汇量。【结果】不同农田管理措施对土壤碳的影响不同。各种措施表现为化肥与有机肥配施的增碳作用最大,达到0.889 tC•ha-1•a-1;其次为秸秆还田、施有机肥和免耕,分别为0.597、0.545、0.514 tC•ha-1•a-1;施化肥的作用最不明显,仅为0.129 tC•ha-1•a-1。这一结果明显高于IPCC Tier2方法估算的结果。研究还揭示,不同管理措施在不同区域对土壤有机碳变化的影响存在一定的差异,黄淮海区、长江上中游区和西南区增加量较大,东北区增加量较小,在施化肥条件下东北黑土SOC甚至有降低的趋势。土壤有机碳的年增长率和初始值之间呈很好的负相关,由此可得出不同管理措施下农田土壤有机碳的平衡值及固碳潜力。【结论】农田管理措施中,配施、秸秆还田、施有机肥和免耕可以在很大程度上提高土壤SOC含量。其中,配施和秸秆还田的固碳潜力较大。 相似文献
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不同利用方式下土壤矿物结合态有机碳特征与容量分析 总被引：5，自引：0，他引：5
【目的】土壤矿物结合态有机碳是土壤有机碳固持的重要机制之一。探讨不同利用方式下土壤有机碳及矿物结合态有机碳（＜53 µm）的含量、分配比例及其差异性特征,对于深刻认识土壤碳的固持状态、固碳潜力及其可持续管理均具有重要意义。【方法】通过从中国知网、万方、Science Direct和Springer link等4个文献数据库,设定检索条件“2000-2014年”、“中国土壤有机碳”和“＜53 µm团聚体分组”3个关键词,筛选出已发表的111篇目标文献,收集901组土壤有机碳和矿物结合态有机碳含量与比例的相关数据集。其中,土地利用方式分为4类：农田（n=580）、草地（n=98）、林地（n=193）和其他（果园、茶园等,n=31）。农田包括黑土、水稻土、棕壤、潮土、红壤和灰漠土等六大土壤类型。不同利用方式及土壤类型中有机碳含量与分配比例的差异性均采用Kruskal-Wallis H单向显著性检验。【结果】不同利用方式下土壤总有机碳和矿物结合态有机碳含量的中值均存在显著差异（P＜0.05）。其中,林地土壤总有机碳含量的中值为18.2 g·kg-1,显著高于草地（12.0 g·kg-1）和农田（10.3 g·kg-1）;且林地矿物结合态有机碳含量（12.0 g·kg-1 soil）也显著高于农田和草地（8.0-7.6 g·kg-1 soil）。3种利用方式下土壤矿物结合态有机碳与总有机碳之间均呈现极显著的正相关关系（P＜0.001）,农田土壤矿物结合态有机碳所占比例的中值为74.8%,显著高于林地（70.3%）和草地（67.8%）。农田中不同土壤类型的矿物结合态有机碳占总有机碳的比例也存在显著差异。其中,黑土中矿物结合态有机碳的比例最高,中值为87.4%,其次是水稻土（76.7%）和红壤（74.0%）,而灰漠土最低（62.5%）。相关分析表明,土壤有机碳水平相对较高的黑土、水稻土和棕壤,矿物结合态有机碳分配比例随着土壤有机碳含量的增加而显著降低（P＜0.05）。农田、草地和林地中土壤矿物结合态有机碳含量与土壤细颗粒（＜53 µm）含量均呈极显著的正相关关系,与Six等（2002）的估算结果相比,其饱和程度分别为68.4%、58.7%和91.5%。【结论】农田和草地中,土壤矿物结合态有机碳还未达到饱和,仍有一定的提升空间,土壤细颗粒（＜53 µm）仍具有一定的固碳潜力。 相似文献
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农田碳汇管理策略及其效果评价 总被引：1，自引：1，他引：1
目前增加农田生态系统的碳储量的措施主要有：减少碳损失,包括提高能源利用率,减少水土流失和提高水肥利用率;增加土壤有机碳,包括调整耕作制度,使用有机肥料,应用深根作物和增加土壤中微团聚体的含量。在分析各种策略与措施的基础上,笔者认为以下几种农田碳汇管理措施有效且较容易推广。①实施土地用途转换管理：把低产及土壤退化严重的农田变成草地或森林;集约管理农田,实行农林复合、林草复合经营方式;在区域或地区尺度变单一土地利用方式为承担不同人类需要的多种土地利用方式等。②调整耕作制度：免耕不仅使土壤团聚体的数量和稳定性增加,从而减少了团聚体内部有机质的分解作用;还能有效地抑制土壤的过度通气,减少有机碳的氧化降解,防止土壤侵蚀;此外,免耕土壤有机碳的平均滞留时间比常规耕作土壤增加了约1倍。轮作能提高土壤固碳效率,在轮作中加入豆科作物或豆科牧草更可增加土壤有机质汇集,是实现土壤蓄存碳潜力的重要途径。提高复种指数,降低休耕频率可以提高作物产量并增加土壤作物残茬和根的有机质输人,从而增加土壤中有机碳的含量。③改善经营与管理：有机肥或有机肥和化肥配合施用,能显著提高土壤有机碳含量．应当优先选择;人为改变土壤的水分条件可以调节土壤排放温室气体的总量、组成及其产生的潜在温室效应;残茬和土壤有机质库的增加,可以改善植物的水分利用效率和营养再循环能力,减少养分流失,加强碳汇集。④依托技术进步：如改良作物品种,有计划地抓紧培育具有对高温、干旱等极端气候及病虫害有抗性的品种,确保在新的生态环境中产量不断提高,扩大碳的吸收存储。此外,采用新型节能的农机部件对拖拉机等农业动力机械进行改装,也可减少农田碳排放,增加农田碳汇的潜力。 相似文献
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FAN Hong-zhu CHEN Qing-rui QIN Yu-sheng CHEN Kun TU Shi-hua XU Ming-gang ZHANG Wen-ju 《农业科学学报》2015,14(12):2417-2425
Carbon sequestration in agricultural soils is a complex process controlled by farming practices, climate and some other environment factors. Since purple soils are unique in China and used as the main cropland in Sichuan Basin of China, it is of great importance to study and understand the impacts of different fertilizer amendments on soil organic carbon(SOC) changes with time. A research was carried out to investigate the relationship between soil carbon sequestration and organic carbon input as affected by different fertilizer treatments at two long-term rice-based cropping system experiments set up in early 1980 s. Each experiment consisted of six identical treatments, including(1) no fertilizer(CK),(2) nitrogen and phosphorus fertilizers(NP),(3) nitrogen, phosphorus and potassium fertilizers(NPK),(4) fresh pig manure(M),(5) nitrogen and phosphorus fertilizers plus manure(MNP), and(6) nitrogen, phosphorus and potassium fertilizers plus manure(MNPK). The results showed that annual harvestable carbon biomass was the highest in the treatment of MNPK, followed by MNP and NPK, then M and NP, and the lowest in CK. Most of fertilizer treatments resulted in a significant gain in SOC ranging from 6.48 to 2 9.13% compared with the CK, and raised soil carbon sequestration rate to 0.10–0.53 t ha–1 yr-1. Especially, addition of manure on the basis of mineral fertilizers was very conducive to SOC maintenance in this soil. SOC content and soil carbon sequestration rate under balanced fertilizer treatments(NPK and MNPK) in the calcareous purple soil(Suining) were higher than that in the acid purple soil(Leshan). But carbon conversion rate at Leshan was 11.00%, almost 1.5 times of that(7.80%) at Suining. Significant linear correlations between soil carbon sequestration and carbon input were observed at both sites, signifying that the purple soil was not carbon-saturated and still had considerable potential to se questrate more carbon. 相似文献
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生物质炭输入对土壤CO2释放影响的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
[目的]通过对比输入生物质炭的土壤和普通土壤中土壤含碳量和CO2释放量变化,分析两者的关系,研究土壤碳固定潜力。[方法]通过在自然土壤中输入不同含量的椰壳炭,研究生物质炭输入对土壤碳截留作用的影响,探讨土壤碳截留能力与CO2释放的关系。[结果]当施炭量为1%～8%时,平均每增加1%椰壳炭量,土壤有机碳量约增加5.9 mg/g,活性有机碳量约增加0.3 mg/g。施炭量1%～5%为土壤CO2释放量增加的阶段,施炭量3%～5%时土壤CO2释放量达到最大,为549 mg/m2,之后开始降低。[结论]生物质炭施用对土壤有机碳截获及CO2释放方面有重要影响,但所受影响的趋势与施炭量和试验时间有密切关系。 相似文献
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15年保护性耕作对黄土坡耕地区土壤及团聚体固碳效应的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
【目的】保护性耕作是提高土壤有机碳（SOC）含量、促进土壤团聚体形成的重要措施。论文旨在揭示保护性耕作对土壤表层（0-10 cm）有机碳含量及储量的影响,探讨不同级别团聚体的固碳特征,为阐明土壤固碳机理和筛选黄土坡耕地区农田土壤增碳耕作措施提供理论依据。【方法】长期试验位于黄土高原坡耕地区,开始于1999年,共设4个处理：少耕（RT）、免耕覆盖（NT）、深松覆盖（SM）和传统翻耕（CT）。利用15年长期试验的作物产量和0-10 cm 土层土壤有机碳数据分析农田碳投入和土壤固碳量;通过湿筛法筛分＞2、1-2、0.25-1、0.053-0.25和＜0.053 mm粒级团聚体,分析不同团聚体的固碳特征。【结果】15年长期免耕覆盖和深松覆盖处理显著提高了土壤0-10 cm表层有机碳含量及储量,同传统翻耕处理相比,有机碳含量分别提高了22.9%和21.8%,有机碳储量分别提高了21.8%和16.7%,固碳速率分别为0.09和0.06 t C?hm-2?a-1。微团聚体（＜0.25 mm）存储了大部分的有机碳,占总团聚体有机碳储量的65%,但其有机碳含量较低。大团聚体（＞0.25 mm）有机碳含量较高,约为微团聚体的3-8倍,且对不同耕作措施反应敏感,可作为评价长期不同耕作措施对土壤有机碳含量影响的指标。土壤固碳量随着累积碳投入量的增加而显著增加,要维持土壤有机碳储量稳定,每年最低需投入外源碳2.4 t C?hm-2。【结论】长期保护性耕作（包括免耕覆盖和深松覆盖）提高了黄土坡耕地区土壤及团聚体有机碳储量,是有利于该地区土壤增碳的管理措施。 相似文献
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我国农田土壤温室气体减排和有机碳固定的研究进展及展望 总被引：2，自引：4，他引：2
作为世界上最大的水稻生产国以及氮肥消耗国,我国农业生产过程排放了大量温室气体甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)。因此,减少农田土壤CH4和N2O排放以及提高土壤碳库储量(简称“固碳减排”)对于缓解全球气候变暖以及确保粮食安全至关重要。近20年来,我国在农田土壤固碳减排方面进行了大量研究,总结出了一系列行之有效的固碳减排措施。本文综述了我国目前针对农田土壤温室气体减排以及土壤有机碳固定的有效措施,并对未来农田土壤固碳减排方向进行了展望。 相似文献
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果园生草模式土壤固碳潜力——以福建省为例 总被引：3，自引：0，他引：3
以定位试验为平台,研究了果园生草管理模式对土壤有机碳含量的影响,并通过分析土壤有机碳的变化量来估算福建省果园生草管理的土壤固碳潜力。结果表明:与1996年相比,2007年生草果园0-20 cm土壤有机碳含量提高了37.0%,土壤容重降低了1.8%。与清耕模式相比,生草模式更有利于土壤有机碳的积累,其土壤碳年变化量是清耕模式的3.2倍,土壤固碳速率为714.52 kg.hm-2.a-1。福建省果园生草模式土壤固碳潜力为3.26×105t.a-1,其中,以漳州地区最高,占36.3%。 相似文献