中国典型农业生态系统的固碳减排现状、影响因素及减排措施

农业生态系统既是温室气体的重要贡献者之一,也是固碳端,在固碳减排上发挥着重要作用。在“碳达峰”和“碳中和”的背景下,农业生态系统的固碳减排潜力巨大。本文主要综述了中国典型农业生态类型中主要温室气体的来源、固定途径及其影响因素,讨论了农业生态系统固碳减排的现有研究成果、减排潜力以及存在问题,总结了推动整个农业生态系统固碳相关领域的研究,展望了新的研究方向和探索途径。为中国进一步固碳减排、农业可持续发展,尽快实现“双碳”目标提供重要理论参考。     

农业措施对农田土壤碳影响研究进展

温室气体排放引起的气候变化等一系列环境问题,对人类的生存环境存在着潜在的威胁,如何减少温室气体排放成为了当前的热点问题。大量的研究表明耕地具有巨大的固碳潜力,如何通过合理的农业措施使耕地成为有效的碳汇成为农业生态学研究的焦点。本文对近年来各种农业措施,如耕作方式,施肥措施,种植制度等对于土壤碳固定的影响的研究进行了全面的综述,总结了当前的农业土壤固碳研究现状,分析了不同农业措施对于土壤固碳效应的影响及其机理,及目前研究中存在的问题,总结了未来研究中需要加强和深化的方向,并对未来的研究方向提出建议。以期能够为将来的研究及农业固碳提供一些帮助。     

黑河绿洲区耕作土壤有机碳及其活性和非活性组分固碳潜力研究

土壤有机碳固碳潜力研究是陆地生态系统碳循环中的前沿领域,可为区域农业碳管理和温室气体减排提供依据。文中选择黑河绿洲区水田为研究对象,采用实地土壤样品采集、室内指标分析和模型模拟方法,研究了表层0-20cm土壤不同粒径与土壤TOC、AOC、NOC之间的关系,在此基础上建立了土壤TOC、AOC和NOC物理化学固碳潜力模型并估算固碳潜力。结果显示：绿洲农田土壤存在较大的固碳空间,TOC、AOC、NOC固碳潜力平均值分别为0.75%、0.14%、0.56%。并以中游绿洲水田为例,计算了土壤TOC、AOC、NOC碳密度、碳储量及其潜力,水田中TOC、AOC、NOC碳密度的潜力为0.18 g/cm2、0.03 g/cm2、0.15 g/cm2,水田中TOC、AOC、NOC碳储量的潜力为7.12 Tg、1.13 Tg、5.79 Tg。分析发现水田中NOC的碳密度和碳储量提升的空间明显高于AOC,说明NOC的提高是TOC固碳的关键。     

退化草地碳动态及固碳潜力

草地是陆地生态系统中最重要的生态系统之一,在维持陆地碳平衡,减缓气候变化中起着重要作用。笔者论述了草地退化的驱动因子及草地退化中的碳变化效应。从草地生态系统中植物生长和土壤性质2个方面分析了土壤固碳潜力与机制,并结合国内外研究动态,提出未来草地的主要研究方向。     

国内花生生产技术现状及发展趋势研究

花生是中国重要的油料与经济作物,在促进农民增收和社会经济发展方面具有重要作用。笔者简述了中国当前花生生产发展概况,根据农业供给侧结构性改革以及种植业产业结构调整的要求,分析了目前花生生产在品种与种子、栽培技术、机械化等方面存在的主要问题,提出了中国花生生产技术未来发展趋势和方向。分析认为,为进一步挖掘花生产量潜力,必须加强关键生产技术的研究与集成。笔者最后就国内花生生产技术的发展提出了建议,为促进花生生产水平的提高和花生产业的健康、持续发展提供了参考。     

我国花生生产技术现状及发展趋势研究

花生是中国重要的油料与经济作物，在促进农民增收和社会经济发展方面具有重要作用。笔者简述了中国当前花生生产发展概况，根据农业供给侧结构性改革以及种植业产业结构调整的要求，分析了目前花生生产在品种与种子、栽培技术、机械化等方面存在的主要问题，提出了中国花生生产技术未来发展趋势和方向。分析认为，为进一步挖掘花生产量潜力，必须加强关键生产技术的研究与集成。笔者最后就国内花生生产技术的发展提出了建议，为促进花生生产水平的提高和花生产业的健康、持续发展提供了参考。     

常绿阔叶成熟林碳储存与分配特征比较研究

常绿阔叶林是中国重要的森林类型。笔者综合分析了常绿阔叶林植被碳库与土壤碳库的分配特征,了解当前对常绿阔叶林碳储存的研究现状以及存在的不足,提出了在全球气候变化背景下,宜开展对常绿阔叶林的长期定位研究,以掌握常绿阔叶林生产力形成机制以及气候变化对常绿阔叶林生态系统固碳功能的影响。     

中国芦苇湿地生态系统固碳潜力探讨

本文介绍芦苇湿地生态系统在固碳减排和构建高碳汇生态系统中的作用和意义,探讨滩涂芦苇作为生物质能作物的潜力和相关问题。芦苇作为适合河湖湿地和滩涂湿地生长的湿生植物,具有极高的生物量和土壤碳库储存,可视为高碳汇生态系统。且芦苇为非粮作物,含有丰富的纤维素,具有开发生物质能生产燃料乙醇的潜力。建议保护、恢复和发展芦苇湿地,并把芦苇纤维素生物质能的生产列入到国家应对气候变化战略中     

气候变化对中国农业生产的影响及控制方法研究

在社会全面发展的今天,气候的全面变化对中国农业生产产生了极大的影响。为了全面降低气候对农业的影响,需要采用不同的方式降低气候变化的影响。主要针对气候变化对中国农业生产的影响进行了分析,并提出了相应的优化措施。     

充分发挥茶园碳汇功能，促进茶叶低碳生产发展

在全球气候变化已引起世界各国关注的今天,发展低碳经济,采用可持续的低碳农业技术措施发展低碳农业,是解决气候变化与经济发展矛盾的有效途径。本研究介绍了茶园碳汇功能：茶树生长对空气中CO2的固定和茶园土壤碳库对有机碳的富积和保存。总结中国茶叶生产实践和茶叶科学研究过程中形成的低碳茶叶生产技术：因地制宜合理规划、合理开垦防止烧山垦园、合理密植因缺补缺、平衡施肥促进茶树无机有机物质循环过程的进程、立体栽培增加茶园生物多样性、免耕或减耕减少土壤碳排放、增施有机肥提高土壤C/N率等;提出提高茶农对低碳的认识、建立茶叶低碳生产示范园区、加强对茶叶生产低碳技术的研究、大力发展有机茶、政府政策导向支持等促进茶叶低碳生产发展建议。采用低碳生产技术,挖掘茶园生态系统的碳汇能力,增加茶园系统碳储量,必将对减少温室气体排放做出重大贡献。     

近 50年气候变化对中国小麦生产潜力的影响分析

为了定量评估气候变化背景下中国小麦生产潜力变化主要特征和气候归因,将1961-2010年分为1961-1990年和1991-2010年2个时段,对比分析近50年气候变化背景下中国农业气候资源变化,并基于IIASA最新开发的农业生态区模型AEZ 3.0模拟气候变化对中国小麦生产潜力的影响.结果表明,由于热量、水分条件以及小麦生育期的变化,近50年中国雨养和灌溉小麦单产潜力增加的区域主要为东北、华北和四川盆地,单产潜力减少的区域为西北和东南地区.中国冬小麦的适宜区域出现较明显的北扩南收态势,而雨养春小麦适宜面积在中国半湿润半干旱的过渡带显著减少.全国雨养小麦总生产潜力减少5％,而灌溉小麦总生产潜力变化不大.东北区域雨养和灌溉小麦总生产潜力增加都最为明显,是气候变化背景下实现中国小麦增产的重点区域.中国小麦生产需要合理利用气候资源和优化布局,以适应气候变化带来的影响.     

我国作物生产碳排放特征及助力碳中和的减排固碳途径

作物生产不仅保障了国家粮食安全,也是农业碳排放的主要源,以及碳固定的重要汇。阐明主要农区作物生产碳排放特征,探讨其达峰与中和途径,可以为全国及地方作物生产绿色高质量发展和农业"双碳"目标的战略制定提供重要科学依据。本文基于国家统计数据,比较分析了我国各地区作物生产碳排放特征,探讨了助力碳中和的农田减排固碳途径。2018年我国作物生产碳排放占全国农业碳排放总量45.5%,其中农田甲烷(CH₄)、氧化亚氮(N₂O)以及农用柴油消费的二氧化碳(CO₂)排放分别占农业碳排放总量的22.9%、14.7%和7.9%。从区域排放来看,作物生产碳排放总量和单位播种面积排放量均呈现南高北低特征,其中以华东和华中地区最高,减排潜力大。在作物生产碳排放中,稻田CH₄占50.3%,是减排重点。我国作物生产碳排放总量于2015年出现峰值,之后呈现下降趋势,这与水稻播种面积、农田氮肥用量和农用柴油消费等减少趋势相一致。可见,如果我国农产品进口不受显著影响,作物生产碳排放已经呈现达峰趋势。情景推算发现,仅靠农地土壤固碳很难实现作...     

有机农业在土壤固碳和生物多样性中的作用研究进展

土壤固碳在制约全球气候变暖上具有重要作用,也越来越受到人们的关注。此文综述了国内外有机农业在土壤固碳和生物多样性作用方面的研究进展。与常规农田比,有机农业管理措施（施用有机肥、免耕等保护性耕作方式、秸秆还田以及轮作等）具有促进土壤团聚、提高微生物活性和增加土壤有机质等功效,能够增加土壤中的碳贮量,增加农田生物多样性,对极端气候具有更强的适应性。中国有机农业在土壤固碳上具有更大的潜力,应该加强开展有机农业固碳效果的监测和定量评价,为碳减排补贴和全球碳汇贸易提供理论基础。     

中国西南地区土壤有机碳研究现状与展望

土壤有机碳是反映土壤肥力和评价土壤质量的重要指标,同时对环境的可持续发展发挥着重要作用。文章主要从土壤有机碳库及碳储量、西南地区喀斯特地区土壤有机碳研究、有机碳分组方法的应用等几方面对我国西南地区土壤有机碳的研究现状进行了分析总结,为提升西南地区农田土壤肥力、固碳潜力及农田的可持续利用提供指导及理论依据。     

土壤有机碳固定研究进展

农田土壤的固碳潜力有助于评估农田土壤作为大气二氧化碳的“源”或“汇”的功能,进而正确评价农田土壤对全球气候变暖的影响。土壤有机碳固定和损失的研究是目前国际上前沿研究领域之一,然而土壤有机碳的动态变化还存在许多不确定性,这就为测定农田土壤碳的固定潜力带来了困难。本文围绕土壤有机固碳的基本问题,总结了农田土壤有机碳固定及其影响因素的国内外研究进展。     

气候变化对农业的影响及应对

农业是气候变化最敏感脆弱的领域之一,直接受制于气候变化与气象要素。未来气候变化与气象要素时空性与振荡性的加剧,需对农业生产系统全方位影响做因地制宜、因时制宜全方位多层次应对。气候变化带来很多影响,需积极开展农业生产系统性减缓、适应应对策略和农业技术研究,全面理清农业应对气候变化的科学思绪和国家农业扶持政策。综合运用多学科理论方法,开展气候变化对农业生产影响机理和应对机制的系统构成和集成研究,更科学更合理地指导气候变化下的农业生产与积极有效应对,为农业可持续发展和粮食安全献策。     

生物炭之低碳农业初探

农业生产过程与全球气候变化息息相关,如何减少农业温室气体排放,并探寻土壤固炭方法已经成为当前农业与环境研究中的热点。全文旨在摸索一条由生物质碳化技术为基础的低碳农业发展的可能途径。从低碳这一热点问题出发,本文对低碳农业的定义、特征、途径进行了基本阐述,同时论述了生物炭的基本特征,及生物炭在应用上的农学和环境学价值,并重点讨论了如何利用生物炭发展以低能耗、低排放、低污染为特征的低碳农业的可能模式,最后指出了当前生物炭在低碳农业研究和利用方面所面临的问题和挑战。     

气候变化对中国农业生产影响的模拟评价进展

气候变化对农业生产影响评价研究已成为众多学者和政府部门关注的热点问题。近几十年来,国内外学者从不同角度用不同方法开展了大量的气候变化对农业生产影响的评估研究。该文重点论述了利用模型模拟方法评价气候变化对中国农业生产、作物生长发育的影响,以及适应对策的最近研究进展,并简要地讨论了该领域研究存在的问题和今后有待进一步深入的研究内容。     

气候变化对小麦生产影响研究进展

简述了国内外研究气候变化和评估气象变化对小麦生产影响的主要技术方法。分析表明,气候变化及其对冬小麦生产影响研究,主要是围绕气候变暖这条主线进行的。提出评估气候变化影响的主要研究技术途径是通过气候变化事实趋势外推和气候模式产生未来气候情景,通过冬小麦生长发育与气象条件关系的机理或统计模型,模拟未来气候情景下冬小麦生产状况。分析未来气候情景下与现在正常气候状况下,冬小麦生产状况的主要差异及其引起这种差异的主要气象要素的变化趋势。得出应对气候变化的主要措施是从精确栽培的角度研究冬小麦生产应对气候变化的技术措施,提出防范气候变化风险的管理措施,为保障冬小麦生产安全提供决策依据。     

推进中国农业信息化发展的思路探讨

通过对国内外农业信息化发展现状的分析,以及对国外农业信息化发展令人瞩目的成就和国内农业信息技术研究与推广应用状况的概述,提出了中国农业信息化存在的主要问题是农业信息体系建设尚属起步阶段、农业信息资源开发利用不成熟、农业信息服务机制不健全。根据中国农业目前实际情况分析,指出了中国农业经济发展模式的最佳选择是信息化,农业信息化是中国农业发展的未来方向,强调实现中国农业信息化的迫切性和重要性以及并探讨了实现中国农业信息化的发展战略、技术路线。