山西省碳足迹动态分析及碳排放等级评估

为了研究山西省的碳足迹及碳排放水平,采用IPCC和中国《省级温室气体编制指南》推荐的方法对山西省1999-2010年的碳足迹进行了动态分析和碳排放等级评估。结论如下:碳足迹逐年增加,从38884.72×104t增加到88937.40×104t,年均增加7.81%;其中,能源碳足迹总量从38829.36×104t上升到88186.20×104t;水泥生产过程的碳足迹由470.21×104t增加到1209.45×104t;植被固碳由414.85×104t波动增长到458.25×104t。人均碳足迹由12.14 t增加到24.91t,年均提高6.76%;单位面积的碳足迹从0.25t/hm2增高到0.57t/hm2,年均提高7.81%;万元GDP的碳足迹从37.71t/万元降低到24.80t/万元,年均降低3.74%;能源强度从6.30t标准煤/万元降低到4.69t标准煤/万元,年均降低2.66%。碳排放指数从0.28(中下)逐年增加到0.58(较高),跨越了3个亚级。可见,自1999年以来,山西省能源活动对碳足迹的贡献在99%以上,而植被的固碳减排作用仅占1%左右;人均、地均碳足迹以年均7%左右的速度不断增高,但万元GDP碳足迹和能源强度以年均3%左右的速度降低,说明该省的碳减排水平和能源利用率逐年提高;碳排放等级增幅很大,碳减排的任务紧迫而艰巨。     

山西太岳山31年生华北落叶松人工林碳汇功能的研究

人工林生态系统的固碳作用对缓解全球气候变化发挥着重大的作用.以山西太岳山31年生落叶松人工林为研究对象,通过野外调查和室内分析,对其生物量、各组分碳含量、碳储量及空间分布进行了测定.结果表明:1)华北落叶松单木生物量和胸径、树高之间存在紧密的相关关系.林分平均生物量为166.82t·hm-2.各层次按大小排列为:乔木层(111.95t·hm-2)＞枯落物层(36.67t·hm-2)＞草本层(17.85t·hm-2)＞灌木层(0.35t·hm-2).2)华北落叶松人工林生态系统各组分平均碳含量为(单位:gC·g-1):树干0.4846、树皮0.5030、树枝0.4753、树叶0.4732、根系0.4563、灌木层0.4161、草本层0.2898、土壤层(0～60cm)0.0176,随着土壤深度增加碳含量逐渐降低.3)华北落叶松人工林生态系统总碳储量为178.3t· hm-2,其中土壤层为最大碳库,储量为112.97t·hm-2,占总碳储量的63.36％.植被层总碳储量为59.06t·hm-2,占总碳储量的33.13％.按大小顺序排列为乔木层54.06t·hm-2、草本层4.85t· hm-2、灌木层0.15t· hm-2.枯落物层碳储量为6.26t·hm-2,占总储量的3.51％.4)华北落叶松人工林乔木层年净生产力为9.21t·hm-2·a-1,碳素年平均固定量为4.38t·hm-2·a-1.     

新疆两种不同类型农田生态系统大气氮素干沉降分析

西北地区活性氮含量急剧增加,这将导致一系列的生态系统安全问题。2013年9月至2014年10月利用中流量大气颗粒物采样器和被动采样器,对新疆城市郊区和荒漠-绿洲交错带两种农田生态系统大气氮素干沉降开展定量研究。结果表明:城郊和荒漠-绿洲交错带农田生态系统大气活性氮NH3、NO2、颗粒态p NH+4、p NO-3、可吸入颗粒物PM10年平均浓度分别为14.25、14.41、5.50、2.1、332.4μg·m-3和7.87、7.15、7.01、2.31、125.1μg·m-3。大气氮素干沉降总量为26.05 kg N·hm-2·a-1和19.54 kg N·hm-2·a-1。其中气体NH3-N、NO2-N和颗粒态NH+4-N、NO-3-N的年总通量分别为12.46、3.15、2.88、7.56 kg N·hm-2·a-1和4.42、2.23、9.80、3.10kg N·hm-2·a-1,分别占干沉降总量的48%、12%、9%、11%和23%、11%、50%、16%。研究表明,城郊农田生态系统以NH3-N沉降为主,荒漠-绿洲交错带农田生态系统以颗粒态NH+4-N沉降为主。城郊农田生态系统大气氮素干沉降总量是荒漠-绿洲交错带农田生态系统的1.33倍,大气氮组分中NH3-N、NO2-N的沉降量远高于荒漠-绿洲农田,可见,人为活动对农田生态系统的影响更为显著。     

榆林市还林还草后土壤保持功能和经济价值评价

为了定量评估退耕还林还草工程在黄土高原核心区的土壤保持能力和经济价值,以榆林市12个县市为研究对象,利用USLE土壤侵蚀模型结合RS、GIS技术,估算了2000—2013年榆林市土壤侵蚀模数,在此基础上评估了土壤保持能力的变化,利用市场价值法、机会成本法和影子工程法估算了其经济价值。结果表明:14 a来榆林市土壤侵蚀强度呈现降低趋势,2013年比2002年平均侵蚀模数减少784.82 t·km-2·a-1,土壤流失总量减少4.20×107t。土壤保持能力明显提高,但空间差异明显,南部丘陵沟壑区较西北部风沙区土壤保持能力明显提高。2013年土壤保持能力从大到小依次是林地41 540.00 t·km-2·a-1、草地34 852.71 t·km-2·a-1、耕地29 679.39t·km-2·a-1、未利用土地7 973.03 t·km-2·a-1。2013年土壤保持能力为33 685.89 t·km-2·a-1、潜在侵蚀总量为1.61×109t,土壤保持总量约为1.43×109t。为了消除年际降雨侵蚀力不同对土壤侵蚀造成的影响,利用模拟降雨法,模拟了2013年在2002年降雨条件下的土壤保持能力为37 303.64 t·km-2·a-1,比2002年增加1 423.54 t·km-2·a-1。土壤总保持量为1.58×109t,比2002年多出7.20×107t,N、P、K元素共增加了8.24×104t。2013年和2002年土壤保持总价值分别为1.49×1010元和1.51×1010元,增加了5.90×108元。退耕还林还草工程在榆林市取得了显著的生态经济价值,该研究结果可以为该地区土壤保持能力与生态管理提供一定的参考。     

春玉米干物质积累与转运对种植密度的响应

以西辽河平原主推的玉米品种郑单958、伟科702为试材,设4.5万株·hm-2(D1)、6.0万株·hm-2(D2)、7.5万株·hm-2(D3)、9.0万株·hm-2(D4)和10.5万株·hm-2(D5)5个种植密度,通过2012、2013年两年的田间试验,研究了不同品种春玉米干物质积累与转运对种植密度的响应。结果表明,两品种产量、物质积累与转运随种植密度的变化规律一致。产量随种植密度的增加先升后降,在D4密度下达到最高,郑单958为13.945 t·hm-2(2012年)和13.981 t·hm-2(2013年),伟科702为16.088 t·hm-2(2012年)和14.606 t·hm-2(2013年)。随种植密度增加,吐丝前干物质积累量增加,吐丝后先升后降;积累率总体表现为吐丝前升高,吐丝后降低;对籽粒贡献率随种植密度增加先升后降,吐丝后随密度增加而增加。随种植密度的增加,叶和茎鞘的转运量增加。茎鞘转运率增加而叶转运率降低;叶、茎鞘转运对籽粒贡献率在D4密度下最大。随种植密度增加,完熟期叶和穗部营养体分配比例降低,茎鞘的分配比例总体增加,籽粒分配比例先增后降。穗粒数和千粒重均随种植密度的增加而降低。     

克拉玛依人工杨树(Populus)林碳汇功能研究

近年来,我国人工林面积不断增加,人工林在我国陆地森林生态系统碳收支中的作用越来越大。以克拉玛依人工杨树林和荒漠灌木林为研究对象,通过样地调查,对生物量及碳储量、碳密度、碳汇功能等进行了估算。通过实测数据及模型分析,得出以下基本结论:1该人工杨树林单位面积生物量平均为51.30 t·hm-2;碳密度平均为24.59 t·hm-2,碳储量为73 715.41 t,说明其发挥着一定的碳汇作用。2与荒漠环境下灌木林对比结果表明,克拉玛依人工杨树林单位面积生物量增加了50.56 t·hm-2,碳密度增加了24.26 t·hm-2,碳储量增加了72 726.14 t,表明在干旱区荒漠环境下通过造林来增加区域陆地植被碳汇,进而达到碳减排的目的是可行的。     

基于自然植被的延河流域农田生态系统土壤固碳潜力评估

以延河流域自然植被土壤有机碳为对照,对该区现有农田生态系统土壤固碳潜力进行评估。结果表明:影响自然植被土壤有机碳密度空间分布的环境因子有年均降雨季节变化、坡度和年均温度季节变化;而影响农田生态系统土壤有机碳密度分布的环境因素则包括年均蒸发量、年均最高温度与坡向;有机碳空间分布规律方面,延河流域南部土壤有机碳密度要明显高于北部,并且呈由北向南逐渐递增的趋势;情景模拟分析表明,延河流域坡度25°以上、15°~25°以及15°以下不同类型的耕地退耕后分别可以实现的固碳效益为90.41×104t、58.52×104t、57.55×104t,而整个延河流域的农田生态系统如果全部实行退耕还林(草),其固碳潜力在206.48×104t左右。可以看出,以土地利用调整为核心的区域固碳策略对环境改善具有重要意义。     

减氮增密对西南丘陵区旱地直播油菜根系发育及水分利用的影响

以氮肥施用量N1(108 kg·hm-2)、N2(144 kg·hm-2)、N3(180 kg·hm-2)及种植密度D1(15×104株·hm-2)、D2(22.5×104株·hm-2)、D3(30×104株·hm-2)、D4(37.5×104株·hm-2)设置12个处理,以当地传统种植方式(N3D1)为对照,在生态脆...     

北京市碳足迹与碳承载力的动态研究

利用1999年～2009年北京市化石能源消费、生物质能利用和特殊工业生产以及各类植被面积数据,通过构建数量模型,分析碳足迹、植被固碳量等指标的动态变化。研究结果表明:北京市碳足迹由1999年的1.4111×108tCO2增加到2009年的1.9945×108tCO2;同期植被固碳量由1.062×107t CO2增加到1.151×107t CO2;碳赤字逐渐由1.3049×108tCO2增大到1.8794×108tCO2;碳足迹密度由85.99tCO2/hm2增大到121.54t CO2/hm2;碳足迹强度持续降低,由6.48tCO2/104元降到1.64tCO2/104元;碳生态压力指数由13.29增大为17.33。碳足迹分析结果反映出北京市在碳循环方面的生态环境压力有持续增大的趋势。     

水氮耦合对滴灌复播大豆干物质积累氮素吸收及产量的影响

为探明不同水氮组合对复播大豆干物质积累、氮素吸收及产量的影响,于2013年7—10月在新疆伊宁县进行了不同滴灌量与施氮量的裂区田间试验。滴灌量为主因子,分设3 000 m3·hm-2(W1)、3 600 m3·hm-2(W2)、4 200 m3·hm-2(W3)、4 800 m3·hm-2(W4)四个灌水梯度;施氮量为副因子,设0 kg·hm-2(N0)、150 kg·hm-2(N1)、300 kg·hm-2(N2)三个水平。结果表明:同一施氮量条件下,随着滴灌量的增加各施氮处理干物质积累平均速率、干物质积累持续时间及氮素吸收量基本表现为"先增后降"的趋势,且均在W3处理(4 200 m3·hm-2)达到最大;在低水量(W1)条件下增加氮肥的投入,有利于增加复播大豆干物质积累,提高复播大豆氮素吸收量,进而提高复播大豆产量,但降低了氮素籽粒生产效率;水分充足时适量增施氮肥能促进大豆干物质的积累,增加植株氮素的吸收量,增加氮素籽粒生产效率,而过量追施氮肥,阻碍根系吸收氮素进入植株体内,降低氮素的利用效率,且W3N1组合条件下,干物质积累量、植株氮素吸收量、产量均达到最大,产量达到3 741.23 kg·hm-2,分别比低水低肥处理(W1N0)、高水高肥处理(W4N2)增加了54.30%、17.02%。     

高寒地区芸豆氮肥与密度优化组合模式研究

以黑龙江省北部主栽芸豆品种英国红为试验材料,分析了氮肥和密度对生育期、形态特征、产量、产量构成因素、商品与营养品质等方面的影响。结果表明:N肥会显著增加各个生育时期和生育期的天数,低密度时差异不显著,超过20万株·hm-2差异显著。单株荚数、单荚粒数和百粒重随着密度的增加而降低,各氮肥处理间差异不显著;芸豆的商品率随着密度的增大而降低;N肥45 kg·hm-2和密度10万株·hm-2的组合脂肪含量最大为1.51%,各处理间差异显著;蛋白质最大值出现在N肥60 kg·hm-2和10万株·hm-2的密度与氮肥组合上,最大值为14.55%,与N肥45 kg·hm-2和10万株·hm-2组合差异不显著,与其它组合间差异显著;N30 kg·hm-2和20万株·hm-2组合产量最高,为3 418.56 kg·hm-2,与N肥45 kg·hm-2和15万株·hm-2组合产量(3 417.46 kg·hm-2)相当,与其他组合间差异显著。综合种植的经济效益和品质分析,最为理想栽培模式为N肥45 kg·hm-2和15万株·hm-2组合。     

1980～2007年三江平原主要农作物碳蓄积量变化特征分析

农田生态系统在陆地生态系统碳循环中起着重要的作用。农作物是农田生态系统中重要的植被,通过光合作用吸收大量的二氧化碳。不同作物的固碳能力不同,种植结构以及气候条件的变化均会导致农作物碳蓄积量发生变化。以水稻、玉米、大豆为研究对象,对比分析了1980年、1985年、1995年、2003年和2007年三江平原主要市（县）农作...     

内蒙古碳汇资源估算与碳汇产业发展潜力分析

《京都议定书》的签署,使碳汇成为一种稀缺资源并引起了高度的重视。有前瞻性的国家和地区应该认识到发展碳汇产业的前景。文中定义了碳汇产业的概念,分别采用森林蓄积量扩展法、碳密度方法、李克让和T.O.West的提出的方法对内蒙古的森林、草地、农田碳汇资源进行了估算,2003年为172049.1万t,2009年为180948.2万t。对内蒙古碳汇产业发展进行了潜力分析,并提出了具体的发展对策和建议。     

高密度条件下种植方式对夏玉米叶绿素、荧光特性及其产量的影响

以郑单958为试验材料,采用裂裂区设计,分别在75 000,90 000,105 000株·hm-23个种植密度下,研究了密度与种植方式对夏玉米郑单958叶绿素、荧光及其产量的影响。结果表明,展开叶叶面积指数,穗位叶叶绿素含量均随着密度的增加呈现单峰曲线变化的趋势。在密度一定的条件下,种植方式的改变,增加了光能的利用效率;高密度条件下,宽窄行双株种植改善群体结构,明显增加光合作用面积,提高群体光能利用率,有效增加高密度下玉米产量的潜力。     

基于LMDI模型的东北地区农业碳排放测度与分解

通过对东北三省的农业碳排放进行测度,并基于LMDI(对数平均迪氏分解)模型将其分解为碳排放强度、农业收入、就业结构与人口总量四种驱动效应。研究结果:(1)从东北地区的农业碳排放总量来看,1996—2013年间黑龙江、吉林和辽宁三省的农业碳排放呈现逐年上升的趋势,分别增加了0.72、0.63倍和0.52倍,年平均增长率分别为3.23%、2.92%和2.51%,黑龙江碳排放总量和增速最大;(2)从东北地区农业碳排放的内部结构来看,农用资本与农地利用带来的碳排放是东北地区的主要碳源,占比58.65%,其次是牲畜养殖碳排放,占比22.59%;(3)碳排放强度效应对农业碳排放的影响为负,且表现出黑龙江辽宁吉林的特征;1996—2013年间,农业收入效应推动黑龙江、吉林和辽宁的农业碳排放分别增加了1480.57、883.17万t和839.10万t;就业结构效应对黑龙江和辽宁的农业碳排放有正向影响,但对吉林则呈现显著的负向作用;人口总量效应对农业碳排放总量的影响均为正,驱动辽宁的农业碳排放增加了51.02万t。     

生态系统服务供给-消费研究:黄河流域案例

选取黄河流域食物和薪柴供给服务功能,基于县级统计数据和土地利用数据,从生态系统服务供给-消费的角度分析了该地区生态系统服务消费满足状况和时空差异特征。结果表明:1995-2008年,流域内食物供给服务呈现上升趋势,全流域粮食、油料和肉类三类食物产量分别增加1408×104t、112×104t和140×104t,增产的县(市)分别占69.9%、54.7%和68.3%。单产增加是导致食物供给能力增强的关键因素。各省食物供给-消费状况总体好转,盈余区比例超过50%,不同食物种类空间特征略有差异。粮食实际消费在青海和四川两省出现较大面积的匮乏区,油料和肉类消费尚未满足营养需求,营养摄入需求仍存在较大缺口。1995-2000年,流域薪柴供给空间格局未出现显著变化,薪柴总供给量降低了2.1%,呈现轻微下降的趋势。但由于各省(自治区)供给与消费的同期下降导致薪柴消费平衡格局未发生显著变化,薪柴供给-消费平衡仍保持较高的水平,67%的县(市)薪柴供给量有所盈余。通过分析区域生态系统服务供给和消费的时空变化趋势,研究人类对生态系统服务的消费,将为推动人类对生态系统服务的合理消费和管理,促进人类福祉发展的社会目标提供科学依据。     

中国草地生态系统碳储量估算

草地生态系统在全球碳循环中起着极为重要的作用。但是实测数据十分匮乏,文中利用2008年全国草原地面监测数据,以及卫星遥感数据,对2008年中国草地的碳储量进行了估算。主要结论如下:中国草地总面积约为341.7×104km2,2008年中国草地总有机碳为35.96Pg,其中地上生物量有机碳为0.1613Pg,地下生物量碳为0.7395Pg,地下根系储存的碳是地上碳储量的5倍左右,中国草地土壤有机碳为35.06Pg。     

宁夏旱区湿地生态系统碳汇功能研究

采用3S技术对2012年宁夏旱区TM卫星假彩色数字影像进行解译,并利用GPS仪进行了野外考察验证,实地调查了宁夏湿地典型植被,获取了较为全面、完整和系统的宁夏湿地资源数据,在此基础上研究了不同湿地类型碳汇功能。结果表明:宁夏湿地总面积为19.65万hm2,占国土面积的3.1%,位居我国西部干旱半干旱地区之首。其中自然湿地面积(包括河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地)为17.03万hm2,占宁夏湿地面积的82.38%,主要分布在宁夏沿黄经济区。宁夏湿地总碳储量为1502.80万t,约占宁夏旱区五种主要生态系统(林地、灌木、草地、湿地、特色经果林)碳汇的45.03%,比全球湿地总碳储量占全球陆地生态系统碳库的百分比(10%-35%)高出10多个百分点。预测了2015年的碳汇潜力为1593.48万t,与2012年相比,2015年湿地面积增加0.34万hm2,碳汇量增加90.68万t。     

新疆耕地动态变化与可持续发展

根据1949～2007年全疆及各地州耕地总量、水浇地面积等数据,采用系统聚类分析法,结合GIS的空间表达功能探讨了新疆耕地的时空动态变化特征,并运用时间序列趋势模型对其变化态势进行了预测。结果表明：近60a来,耕地总量净增290.45×104hm2,增幅高达240.10%,其中水田、水浇地、旱地面积分别增长了0.83×...