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[目的]研究农作物N2O排放量对气温升高的响应。[方法]以安徽省淮北地区农田生态系统为研究对象,利用生物地球化学过程模型DNDC,研究12种农作物N2O排放量对气温升高的响应。[结果]旱地农作物对气温升高的响应可以分为3类。第一类农作物N2O排放量对气温升高不敏感,包括土豆、棉花、玉米和油菜,气温从升高0℃到升高3℃的情况下,N2O排放量变化不大,其中,当气温从升高0℃到升高1.5℃,排放量略微增大,从升高1.5℃到升高3℃,N2O排放量稍微下降。第二类作物N2O排放量对气温升高敏感,排放量随温度升高而下降,包括甘蔗、烟草、小麦、大豆和碗豆,当气温从升高0℃到升高3℃,N2O排放量下降8.1%。第三类农作物N2O排放量对气温升高敏感,排放量随温度升高而升高,包括水稻、蔬菜和果树,当气温从升高0℃到升高3℃,N2O排放量升高22.8%。[结论]该研究结果表明在气温升高的情况下,旱地农田生态系统N2O排放量并没有大幅增加。 相似文献
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[目的]研究农作物N2O排放量对气温升高的响应。[方法]以安徽省淮北地区农田生态系统为研究对象,利用生物地球化学过程模型DNDC,研究12种农作物N2O排放量对气温升高的响应。[结果]旱地农作物对气温升高的响应可以分为3类。第一类农作物N2O排放量对气温升高不敏感,包括土豆、棉花、玉米和油菜,气温从升高0℃到升高3℃的情况下,N2O排放量变化不大,其中,当气温从升高0℃到升高1.5℃,排放量略微增大,从升高1.5℃到升高3℃,N2O排放量稍微下降。第二类作物N2O排放量对气温升高敏感,排放量随温度升高而下降,包括甘蔗、烟草、小麦、大豆和碗豆,当气温从升高0℃到升高3℃,N2O排放量下降8.1%。第三类农作物N2O排放量对气温升高敏感,排放量随温度升高而升高,包括水稻、蔬菜和果树,当气温从升高0℃到升高3℃,N2O排放量升高22.8%。[结论]该研究结果表明在气温升高的情况下,旱地农田生态系统N2O排放量并没有大幅增加。 相似文献
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为了研究气温升高对农作物NO排放量的影响,以安徽省淮北地区农田生态系统为研究对象,利用生物地球化学过程模型———DNDC模型,研究了12种农作物NO排放量对气温升高的响应。结果表明,旱地农作物对气温升高的响应可以分为3类。第一类,农作物NO排放量对气温升高不敏感,包括玉米、棉花、豌豆、油菜、烟草和果树,气温从原始气温升高3℃,NO平均排放量变化不大。其中,当气温从原始气温升高1.5℃,6种作物NO平均排放量略微增大,气温从1.5℃升高至3℃,排放量稍微下降。第二类,农作物NO排放量对气温升高敏感,排放量随温度升高而下降,包括小麦和大豆,当气温从原始气温升高3℃时,NO平均排放量下降11.6%。第三类,农作物NO排放量对气温升高敏感,排放量随温度升高而升高,包括水稻、土豆、甘蔗和蔬菜,当气温从原始气温升高3℃,NO平均排放量升高8.4%。在气温升高的情况下,旱地农田生态系统NO排放量总体变化不大,平均升高0.88%。 相似文献
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为探讨江苏省农田生态系统固碳时空分布特征及未来固碳趋势,利用固碳速率法对江苏省2005—2020年农田固碳进行估算,重点分析2005、2010、2015年和2020年时空分布特征,并运用机器学习的方法对2021—2060年全省农田生态系统固碳进行预测。结果表明：在时间序列上,江苏省近年农田生态系统固碳量整体呈现升高的趋势,2020年估算量为282.55万t·a-1(以C计,下同),在全省陆地生态系统固碳总量中占比达20.17%;在空间分布上,固碳贡献最大的是苏北地区,无论是施用肥料还是秸秆还田贡献的固碳量,苏北地区均呈现高于苏中、苏南地区的态势;根据机器学习的重要性分析,秸秆还田量是最为重要的影响因素;两种模型中,BP神经网络相较于随机森林具有更高的预测精度,该模型预测2021—2060年农田生态系统固碳量仍会在短期内持续升高,但随后将进入较稳定的平台期,其中2021—2026年间固碳量将持续升高并达峰值,为365.26万t·a-1,而到2060年固碳量则为348.12万t·a-1。研究表明,江苏省农田生态系统固碳量已逐... 相似文献
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全球气候变化下中国农田土壤碳库未来变化 总被引：5，自引：0，他引：5
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）。相反,在综合考虑CO2浓度升高的协同作用后,2050年中国农田系统碳投入相比1990年前将会增加13%-22%（平均年增长率0.2%-0.4%）。模型预测显示,至2020、2050和2080年,中国旱地0-30 cm土层有机碳在CO2低排放情景下分别会损失2.7、6.0和 7.8 tC·hm-2,在CO2高排放情景下分别会损失2.9、6.8和8.2 tC·hm-2,大概占1980年农田土壤碳的4.5%、10.5%和12.7%。综合碳投入和排放对农田土壤碳库的整体影响来看,21世纪末期中国农田土壤有机碳库含量较1980年会下降10%左右,但如果采取相应的管理措施,可有效抑制农田土壤碳库的降低甚至提高,如农田系统碳投入以每年1%的速度增加时,土壤碳库会在21世纪末增加两倍。目前的研究结果显示,气候变化是否会强烈影响农田土壤碳库依然有很大的不确定因素,其对固碳效应正面和负面影响相互抵消后成为碳源还是碳汇说法不一。因此,在采取缓解气候变化、增加农田土壤固碳的措施的同时,还需加强农田土壤碳库未来变化趋势的研究和探索,为中国政策框架的决定以及未来气候变化谈判提供可靠的科学依据。 相似文献
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为了深入了解湖北省农田生态系统的源/汇变化特征,采用《省级温室气体清单编制指南》和IPCC（政府间气候变化专门委员会）2014年推荐的温室气体计算方法,利用2007-2017年湖北省农作物产量、耕地面积等相关统计数据及土壤检测数据,对湖北省农田生态系统的源/汇特征进行分析。结果表明：湖北省农田生态系统的温室气体排放呈先增后降趋势,总体分为较快增长阶段（2007-2010年）、缓慢增长阶段（2011-2014年）和缓慢下降阶段（2015-2017年）三个阶段;农作物碳吸收量波动较大,不同农作物的碳吸收量不同,其中水稻、小麦、油菜籽、玉米的碳吸收量较高,分别占农田生态系统碳吸收总量的44.01%、14.11%、10.66%、9.24%;单位年内,农作物碳吸收量高于温室气体排放量,湖北省农田生态系统具有较强的"汇"功能,然而农作物碳吸收量并不稳定,容易受到微生物分解和秸秆燃烧的影响而减少;2007-2017年农田耕地土壤有机碳增量为13.52 Tg,耕地土壤呈现"汇"的特征。研究表明,湖北省农田生态系统整体呈现"汇"的状态,农作物碳吸收量对农田生态系统源/汇特征变化具有较大影响。适当增加水稻、玉米、芝麻等碳吸收强度较高的农作物种植量,减少秸秆燃烧量,有利于维持农田生态系统"汇"特征,减少向系统外排放温室气体。 相似文献
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广东省农田生态系统碳源汇时空差异 总被引：4，自引：0，他引：4
以1992要2011 年广东省21 个地区农作物产量、农作物播种面积、种植面积、农业投入等相关数据为依
据,对全省农田生态系统碳源汇进行了估算分析,并研究了农田生态系统碳源汇的影响因素。结果表明院20 年来广东
省农田生态系统碳吸收总量总体呈现逐步下降趋势,其中粮食作物和经济作物的碳吸收量波动下降,果蔬作物碳吸
收量显著增加;农田生态系统碳排放量呈现逐渐增加的趋势,其中化肥、农药等农用化学品投入带来的碳排放所占
比例最大。广东省农田生态系统碳排放量远远小于碳吸收量,农田作物具有较强的碳吸收功能,表现为明显的碳汇。
从分布格局来讲,不同区域之间的碳排放量和碳吸收量差异很大。 相似文献
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大气二氧化碳(CO_2)浓度升高是影响陆地生态系统碳氮循环的主要气候变化因子之一。大气CO_2浓度升高促进植被生长和光合产物积累,进而增加土壤碳库储量。同时,大气CO_2浓度升高引起土壤生物和非生物环境的改变会导致土壤温室气体排放的变化,形成对气候变化的反馈效应。目前,国际上有关大气CO_2浓度升高导致陆地生态系统碳汇效应的增加与其所引起的土壤温室气体排放之间的消长关系并不清楚。深入研究和了解陆地生态系统碳氮循环过程对大气CO_2浓度升高的响应和反馈机制对定量评估全球变化背景下陆地生态系统和土壤的固碳潜力具有十分重要的意义。本文综述了陆地生态系统碳氮循环过程对大气CO_2浓度升高的响应和反馈机制及主要驱动因子,发现大气CO_2浓度升高显著促进植被生物量碳的累积和土壤温室气体排放、增加土壤碳氮库储量,但却明显减少土壤活性氮源的供给。大气CO_2浓度升高可降低旱地CH4吸收汇的功能。大气CO_2浓度升高导致温室气体排放增加的源效应完全抵消土壤的碳汇效应,并且抵消近50%以上的陆地生态系统固碳潜力,且随其在大气中富集强度的增加呈减弱趋势。本文还提出大气CO_2浓度升高条件下影响土壤-大气温室气体交换的主要生物和环境控制因子,为气候变化背景下陆地生态系统的碳平衡估算研究提供重要理论基础。 相似文献
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农田土壤固碳潜力的影响因素及其调控(综述) 总被引：2，自引：0，他引：2
《江苏农业科学》2016,(10)
土壤碳循环是与全球气候变化密切相关的重要地球表层系统过程,是近年来国际地学和生态学界研究的热点领域。农田生态系统是受人为扰动影响最大的陆地生态系统,在碳循环中具有重要地位,是人为可调控的碳循环系统。增强农田土壤有机碳的固定能力不仅有助于减缓大气CO2浓度增加速率,而且对保障国家粮食安全具有重要意义。本文简要概述我国农田土壤的固碳潜力,着重分析影响我国农田土壤固碳潜力的因素,包括施肥、灌溉、耕作强度等,提出增强农田土壤固碳潜力的调控措施,如合理施肥、合理轮作、保护性耕作、生物质炭施用等方法,并在此基础上提出今后的研究方向。最后建议综合考虑农业生产管理对固碳潜力的影响,充分发挥农业土壤固碳效应。 相似文献
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黑河流域灌区保护性耕作农田土壤微生物生物量碳、氮的动态变化 总被引：5，自引：1，他引：4
以黑河流域灌区不同保护性耕作作为研究对象,研究保护性耕作农田土壤微生物量的季节变化及剖面分布规律,探讨保护性耕作农田土壤有机质、土壤水分和土壤微生物生物量碳、土壤微生物生物量氮的变化规律,分析影响土壤微生物量的因素。结果表明,保护性耕作明显提高农田土壤有机质、微生物量C和微生物量N含量,且均表现为自上层到下层显著递减的规律。黑河流域农田土壤微生物生物量碳含量平均值为158.06mg/kg,变幅为35.04~414.34mg/kg,随季节变化表现为播种期>休闲期>收获期,土壤微生物生物量氮含量平均值为24.73mg/kg,变幅为9.47~82.87mg/kg。土壤微生物生物量氮随季节变化也呈现出春秋较高,夏季较低的规律,但季节差异较小。土壤微生物生物量碳对外界环境变化的响应较土壤微生物生物量氮更为敏感,更适宜于作为评价土壤质量快速变化的指标。 相似文献
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为探明粉碎秸秆还田量对宁夏银川北部地区土壤碳平衡及真菌群落多样性的影响,实现农业废弃物资源化利用、固碳减排、盐碱地改良的目标。研究建立2020—2022年短期粉碎秸秆还田试验,依据秸秆原位消纳原则,设置全量还田(CS9000)、2/3全量还田(CS6000)、1/3全量还田(CS3000)、未还田(CS0)4个处理,分析还田2年后不同还田量对土壤碳排放、水热盐碱因子变化及真菌微生物群落多样性影响。结果表明：相比CS0处理,粉碎秸秆还田后土壤全盐降低7.94%～19.57%,地温提高0.11～0.58℃,其中,CS9000处理抑盐增温效果明显,同时,该处理显著增加碳排放量与微生物异养呼吸碳,而CS6000处理相比其他处理显著增加净初级生产力固碳量,净生态系统生产力固碳量也分别比CS9000、CS3000、CS0处理显著增加27.11%、29.41%、35.22%。通过计算碳收支平衡得出CS6000、CS3000处理下农田生态系统是大气CO2的“汇”,其中,CS6000处理对碳平衡提升效果最好,有助于增加土壤碳汇。另外,粉碎秸秆还田后土壤真菌多样性变化较大,CS600... 相似文献
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《山西农业科学》2017,(5):769-772
土壤是个巨大的有机碳库,研究土壤有机碳矿化的影响因素以揭示其稳定性,可为区域土壤有机碳储量的估算提供依据。通过室内培养、碱液吸收法研究了温度变化对太谷县农田土壤有机碳矿化的影响。结果显示,土壤有机碳矿化量在同一温度下随土层加深呈下降趋势,在同一土层中随温度的升高呈上升趋势,当温度由10℃升高至30℃时,0~20,20~40,40~60,60~80,80~100 cm土层土壤有机碳矿化量的增幅分别为130.7%,164.6%,136.7%,98.1%,86.7%;各土层平均温度系数(Q_(10))变化在1.428~1.604,并无明显差异;各土层的矿化率随温度的升高呈上升趋势,同温度下,各土层间的矿化率均基本一致,无显著差异。研究结果反映了各土层土壤有机碳均参与了土壤碳循环,且当外界温度变化时,各土层土壤有机碳的稳定性均会受到影响,因此,估算该区域农田碳库时应充分考虑各土层土壤有机碳的变化。 相似文献
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采用定量方法对关中-天水经济区农田主要农作物小麦、玉米、蔬菜生态系统服务功能进行研究,并对关中-天水经济区农田生态系统服务功能正效益的经济价值进行评价。结果表明,2001～2009年关中-天水经济区农田生态系统服务功能总价值呈上升趋势,2009年达到最大值6 156 196万元。在小麦、玉米和蔬菜3种农田作物中,小麦在各服务功能价值中占的比重最大,并呈下降趋势,而玉米和蔬菜各项服务功能价值都呈上升态势。在各服务功能价值中,每年固碳价值最高,占关中-天水经济区农田生态系统服务功能的58%～67%,土壤保持价值最低。该研究为后期调节农田结构提供了依据,能促进关中-天水经济区农业发展。 相似文献
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根据2010—2020年我国农田生态系统主要农作物产量、播种面积、灌溉面积、化肥施用量、农药、农膜、柴油使用量等统计数据,估算我国农田生态系统碳收支情况,以期为实现我国农田固碳减排和农业可持续发展提供参考和数据支持。结果表明：2010—2020年我国农田生态系统碳吸收量呈逐年上升的趋势,涨幅约18%;玉米对碳吸收贡献最高,约为总量的30%～36%;2010—2020年中国农田生态系统碳排放量先上升后下降,总降幅约8%;各碳源对碳排放量的贡献为化肥>农膜≈柴油>农药>灌溉;2020年不同省市自治区的碳吸收及碳排放差异明显;2010—2020年中国农田生态系统的碳吸收明显大于碳排放,表现出较强的碳汇功能,且净碳汇逐年增加;2020年各省市自治区农田生态系统均表现为碳汇,净碳汇差异明显。 相似文献
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珠三角地区农田生态系统植被碳储量与碳密度动态研究 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】探讨珠江三角洲农田植被的碳储量、碳密度及其动态,为区域的碳循环研究和农田生态健康评估提供依据。【方法】根据珠三角农作物产量及其经济系数、平均含碳量与果实含水率等数据,运用碳储量模型估算1993-2010年珠江三角洲农作物的碳储量和碳密度动态变化。【结果】珠江三角洲农田生态系统植被碳储量和碳密度从1993年的5．71×10^6和5．70t／ha,下降到2010年的2．83×10^6t和4．00t／ha。在珠三角洲各市中,佛山和中山的碳储量下降趋势最显著,而广州和佛山的碳密度下降趋势最明显。2010年,肇庆的碳密度（3．09t／ha）最高,珠海（2．86t／ha）次之,深圳（0．49t／ha）最低,其余7个城市的碳密度为0．80～3．00t／ha。水稻、甘蔗和蔬菜是珠三角农田植被碳储量构成中占比例最大的农作物,甘蔗（13．92t／ha）的平均碳密度最高,水稻（3．76t／ha）次之,蔬菜（0．63t/ha）最低。近年来珠三角农田植被中蔬菜所占比例增大,故与邻近区域相比其碳密度较低。【结论】珠江三角洲农田生态系统植被碳储量和碳密度总体呈下降趋势,耕地面积下降和种植结构变化是导致珠三角农田植被碳储量下降的主要原因,珠三角农田植被碳密度的下降则与种植结构变化有关。 相似文献
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为明确不同灌溉方式对陕北沙区马铃薯农田生态系统碳平衡的影响,采用LI-8100土壤碳通量观测系统,研究露地滴灌、膜下滴灌、沟灌、交替隔沟灌、漫灌等5种灌溉方式下马铃薯农田生态系统CO2排放通量的变化特征,估算各生育期碳排放量和生物固碳量,计算农业生产资料碳排放量和净碳值,评价碳平衡状况。结果表明,露地滴灌处理的累积碳排放量较膜下滴灌低3.06%,累积生物固碳量较其他处理高7.36%～22.41%,生产资料碳排放量较其他处理低3.85%～25.87%,净碳值较其他处理高11.28%～52.13%。露地滴灌是增强陕北沙区马铃薯农田固碳减排能力的适宜节水灌溉方式。 相似文献
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《山西农业大学学报(自然科学版)》2020,(5)
[目的]高寒坝区生态环境脆弱,过度放牧及开垦导致土壤碳氮储量下降,掌握土壤养分特征及变化规律,制定生态恢复措施,对生物多样性的保护具有重要意义。[方法]本研究以迪庆州高寒坝区农田、灌丛地、放牧草地和封育草地4种土地土壤为研究对象,研究土壤有机碳、碱解氮、全氮的垂直分布特征及SOC与TN间相互关系,以期为中甸高寒坝区的生态系统恢复和土地利用方式提供参考依据。[结果](1)同一类型土壤不同土层SOC含量随深度增加呈递减趋势;不同处理0～30 cm土层SOC含量以农田最高,30～40 cm土层以灌丛地最高,差异显著(P0.05);(2)农田及灌丛地10～20 cm土层AHN含量最高,总体随土层深度增加呈先上升后下降的趋势;放牧地0～10 cm土层AHN含量最高,封育草地0～10 cm、10～20 cm土层AHN含量相同,10～40 cm土层AHN含量随土层深度增加呈下降趋势;对比相同土层,草地的AHN含量较高;(3)TN含量在各处理下均随深度的增加显著下降(P0.05),0～20 cm土层以农田含量最高,而20～30 cm和30～40 cmTN含量最高的分别是放牧地和灌丛地(P0.05);(4)SOC、TN相关性为封育草地灌木地放牧草地农田。[结论]人为因素对于土壤碳氮储量影响较大,建议可通过合理施肥、灌溉,减少农田土壤有效碳、氮的流失,种植灌木固持土壤营养元素,轮牧、封育以提高放牧草地土壤营养元素间相关性保证土壤养分的收支平衡。 相似文献
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气候变化对农田生态系统碳氮过程的影响及其对生产的启示 总被引：1，自引：0，他引：1
从农田生态系统过程角度综合分析了气候变化([CO_2]增加、温度升高)对土壤碳库、氮供给生物化学过程的综合影响和长期效应。总结指出,[CO_2]增加、温度升高对农田生态系统过程的影响具有明显的时间效应,短时间尺度上加快农田土壤养分周转,改变碳氮组分,长时间尺度上导致土壤养分有效性降低;[CO_2]增加、温度升高和养分管理对农田生态系统过程的影响具有显著的交互作用,土壤养分有效性制约着气候变化对农田生态系统生产力和碳汇功能的影响。因此,气候变化([CO_2]增加、温度升高)情景下对农业生产管理包括施肥运筹及秸秆还田策略等的启示在于:根据气候变化背景下土壤养分的周转规律有效管理农田土壤养分、保持农田土壤肥力,从而保障农业高产的可持续性以及农田碳汇的生态服务功能。 相似文献
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山西农田生态系统碳源/汇时空差异分析 总被引：4，自引：0，他引：4
【目的】分析山西省农业碳循环过程,为该省的农作物布局,以及利用农业结构调整固碳减排提供科学依据。【方法】运用山西省11个地区2000-2006年作物产量、种植面积、农业投入等统计数据,对山西省各地区农田生态系统部分碳源/汇进行了分析。【结果】(1)山西省农田生态系统碳吸收总量从2000年以来呈现波动增加趋势,碳吸收总量从2000年的2 010万t增加到2003年的2 330万t,上升近11%,但从20世纪初期以后开始呈现下降趋势,从2003年的2 330万t下降到2006年的2 230万t;2006年运城和临汾主要以小麦碳吸收为主,其余各市都以玉米碳吸收为主,其中玉米的碳吸收量和单位面积碳吸收量呈增长趋势,稻谷、高粱的碳吸收量和单位面积碳吸收量呈明显下降趋势。(2)山西省农田生态系统碳排放总量从2000年以来呈逐渐增加趋势,增长了8.8%;估算的3种主要碳排放途径中,肥料生产导致的间接碳排放所占比例较大,增速较快,增长近13%,农业机械生产和灌溉过程碳排放变化不大;2006年山西晋城和运城的碳排放量最高,都达到了碳排放总量的22%,单位面积碳排放量也呈逐年增加趋势。(3)山西省农田主要碳吸收量大于主要途径碳排放量。【结论】山西省农田作物具有较大的碳吸收功能,其中小麦和玉米的农田碳吸收功能较强,但其碳排放的增速也很明显,说明山西省农业投入的增加和机械化程度的提高,削弱了农田生态系统的碳汇功能。 相似文献