模拟放牧对天山北坡草甸草原生态系统碳储量的影响

为了揭示模拟放牧对天山北坡草甸草原有机碳储量的影响,在2012-2013年采用刈割模拟放牧方式设置休牧、轻牧、中牧、重牧4个处理,研究了不同放牧强度下地上活体植物、凋落物、根系和土壤的有机碳储量的变化。研究表明,随着放牧强度的增大,地上植被生物量碳储量、凋落物碳储量和总碳储量均表现为休牧轻牧中牧重牧;根系碳储量呈轻牧休牧中牧重牧,与轻牧相比,中牧和重牧分别下降了42.25%和72.41%;土壤碳储量表现为休牧中牧轻牧重牧。随着土壤深度的增加,根系碳储量逐渐减小;土壤有机碳密度随土壤深度增加则呈现不同的变化,总体呈现下降趋势;根系和土壤碳储量表层化趋势显著,0-20cm土层约占总碳密度的40%。碳储量的含量表现为土壤根系地上生物量,土壤有机碳密度最多,占85%以上;凋落物碳储量最少。     

不同放牧强度下人工草地土壤微生物量碳、氮的含量

试验测定了华北农牧交错带地区不同放牧强度下(轻牧,6只羊/hm²;中牧,10只/hm²;重牧,13只/hm²)人工草地土壤微生物量碳、氮含量的变化。结果表明:在不同放牧强度下,微生物量碳氮有相似的变化趋势,放牧期间均以中牧区较高,在停牧年,以轻牧区和对照区较高;随着放牧时间延长及环境条件恶化,土壤微生物量碳氮含量随放牧强度增加而迅速降低;从微生物量碳氮随放牧强度变化的角度,在干旱地区放牧强度不宜高于轻牧。     

不同恢复措施对宁夏典型草原土壤碳氮储量的影响

为探讨不同恢复措施下草原土壤有机碳、全氮储量特征的变化,以宁夏黄土丘陵区典型草原为对象,对放牧(对照GG),封育(EG),水平沟(CG)和鱼鳞坑(FG)3种不同恢复措施下0~40 cm土壤有机碳、全氮储量进行研究。研究表明:1)土壤有机碳和全氮含量以封育草地最高,分别为30.35和2.92 g/kg,放牧草地次之,水平沟草地最低(P<0.05);C/N表现为封育最高,水平沟次之,放牧草地最低;各措施下土壤有机碳和全氮含量随着土层加深整体呈下降趋势。2)土壤有机碳和全氮密度呈封育和放牧草地较高,鱼鳞坑居中,水平沟最低。各恢复措施下有机碳密度随着土层加深而降低,全氮密度无明显规律。3)土壤碳氮储量表现为封育草地>放牧草地>鱼鳞坑草地>水平沟草地。禁牧封育更有利于该区典型草原土壤有机碳和全氮储量的积累。     

不同干扰方式对滇西北亚高山草甸生物量和碳储量的影响

以滇西北亚高山草甸为对象,探讨不同干扰方式(自由放牧、生长季封育+非生长季放牧、生长季封育+季末割草以及全封育)对草地生物量、植被碳储量、土壤容重、0~30cm土壤碳储量和碳固持量及碳固持速率的影响。结果表明:不同干扰方式对滇西北亚高山草甸的生物量和土壤碳储量、碳固持量等的影响不尽相同。3年全封育草地的总生物量和植被碳储量最高,分别为1104.68g/m2、497.11g/m2;与自由放牧相比,其总生物量和植被碳储量增加了377.76%。封育降低了0~10cm土壤容重(P0.05),3年全封育最低。不同干扰方式下,随着土层的加深,土壤有机碳含量和碳储量呈逐渐降低趋势。0~10cm土层的土壤碳储量:生长季封育+季末割草全封育生长季封育+非生长季放牧自由放牧。生长季封育+季末割草草地0~10cm土层的碳固持量最高,0~30cm土层中3年全封育草地的碳固持速率显著高于其他处理(P0.05),平均固持速率为465.05g·C/m2·a。     

人类活动对高寒矮嵩草草甸的碳容管理分析

应用空间尺度代替时间尺度的方法研究青藏高原高寒矮嵩草草甸退化演替系列与人工草地恢复演替系列植物、土壤及植物-土壤系统有机碳分布及储量特征,以探讨该类型草地的适宜碳容管理方式。结果表明,随着草地退化程度的加剧,草地载畜能力逐渐下降;地上植物有机碳储量逐渐降低,最高值出现在禾草-矮嵩草草甸,为(145.9±6.7) g/m²;土壤有机碳储量和土壤-植物系统有机碳储量均先增高后降低,最高值均出现在矮嵩草草甸,其土壤及植物-土壤系统有机碳储量分别为(14 023.1±289.5) g/m²和(18 555.7±879.7) g/m²。对极度退化的高寒矮嵩草草甸(黑土滩-杂类草次生裸地)进行人工草地建植,随着建植年限的增加,地上植物、土壤及植物-土壤系统有机碳储量较建植前有不同程度提高。说明矮嵩草草甸是该退化演替系列中碳储能力、经济生产服务能力及生态系统稳定性配比最合理的阶段,是该退化演替系列的适宜碳容管理阶段;对黑土滩-杂类草次生裸地建植人工草地后围栏禁牧,可以明显提高草地的生态及生产服务能力,是该类草地的适宜碳容管理方式。     

不同放牧方式对荒漠草原土壤碳氮储量及固持的影响

研究放牧对草地碳氮储量及固持的影响对草地科学管理具有重要意义。以宁夏荒漠草原为对象,研究了封育、自由放牧和暖季轮牧下0~40 cm土壤有机碳和全氮储量及碳氮固持特征。结果表明：1） 经过5年放牧,土壤碳氮含量暖季轮牧最高,分别为5.66±0.32 g·kg^-1和0.32±0.01 g·kg^-1,自由放牧最低。随土层的加深,有机碳含量在暖季轮牧处理中增加,封育和自由放牧变化不显著;氮含量3种处理垂直变化均不显著。自由放牧碳氮比最高,达到26.98±1.05,暖季轮牧最低。0~40 cm土壤碳氮储量表现为暖季轮牧>封育>自由放牧。2）以封育为对照,碳氮固持量和固持速率呈暖季轮牧>封育>自由放牧。3）Pearson相关性分析表明,土壤碳氮储量、固持与地上生物量呈显著相关性（P<0.05）;与物种多样性呈极显著正相关（P<0.01,P<0.001）。研究认为,从土壤碳氮储量及固持考虑,暖季轮牧的草地利用方式更有利于研究区荒漠草原碳汇能力提升和草地持续发展。     

草地生态系统土壤有机碳估算研究综述

介绍了草地土壤有机碳的测定方法、评价指标以及草地土壤碳储量的估算方法,从碳的输入、输出和碳素的转化方面阐述了草地土壤碳素转化与积累的特征,总结了国内外关于草地土壤有机碳的研究结果,并对研究结果进行了对比与评价,指出了当前研究中存在的问题和今后工作的努力方向,为草地生态系统土壤有机碳储量的研究提供参考.     

青海湖北岸土地利用方式对土壤碳氮含量的影响

以位于青海湖北岸的围栏封育草地、围栏放牧草地、多年生人工草地和农田4种土地利用方式为研究对象,对0～10,10～20和20～30 cm三个土层的地下生物量、土壤颗粒组分、土壤有机碳和全氮含量分别进行了比较研究。结果表明,不同土地利用方式样地间土壤有机碳、全氮储量产生了较明显的差异。0～30 cm深度土体单位面积有机碳储量由高到低依次为:多年生人工草地＞围栏封育草地＞围栏放牧草地＞农田,多年生人工草地显著高于农田(P＜0.05),而另外2个样地间差异不显著(P＞0.05);0～30 cm深度全氮储量与有机碳储量变化趋势相似。4种土地利用方式相比较,0～30 cm土体内地下生物量由高到低依次为围栏封育＞围栏放牧＞多年生人工草地＞农田,分别为2 416.67,1 688.25,1 224.50和1 290.75 g/m²。0～10 cm土层土壤粘粒含量以多年生人工草地最高,并显著高于其他3种土地利用方式(P＜0.05);10～20 cm土层土壤粘粒含量由大到小依次为:多年生人工草地＞农田＞围栏封育草地＞围栏放牧草地;20～30 cm土层的土壤粘粒含量无显著差异。同一土层各土地利用方式间粉粒含量均差异不显著(P＞0.05)。     

不同放牧退化程度的大针茅典型草原有机碳储量特征

以内蒙古大针茅典型草原不同放牧退化程度样地为研究对象,通过分析地上植物、凋落物、根系、土壤中有机碳,研究草原植被—土壤系统有机碳储量变化规律,从碳储量角度为合理利用草原提供指导。研究结果表明:(1)不同退化程度典型草原地上植物有机碳储量为25.67~65.26g/m2,凋落物有机碳储量为9.86~39.35g/m2,且对照和轻度退化样地均显著高于中度和重度退化样地;(2)根系(0~40cm)有机碳储量为436.84~848.17g/m2,土壤(0~40cm)有机碳储量为5773.37~6575.42g/m2,且轻度退化样地均显著高于其他样地;(3)植被—土壤系统的有机碳储量为6245.75~7509.33g/m2,从大到小依次为LDMDCKHD,87.56%~92.44%储存于土壤中,表明适度放牧利用有利于发挥草原生态系统的碳汇功能。     

长期封育对内蒙古羊草草地土壤有机碳组分的影响

封育是当前恢复和改良内蒙古草地的重要措施,也是实现草地固碳效应最有效的途径之一。本文利用内蒙古封育32年和自由放牧的羊草草地,分析了其土壤有机碳组分、土壤团聚体和土壤腐殖质组分碳含量的变化,并运用¹³C核磁共振波普法对土壤腐殖质的有机碳组分进行波普分析,探讨了长期封育对羊草草地土壤有机碳组分和土壤有机质结构的影响,期望能为科学地评估长期封育状况下草地固碳效应及其稳定性提供理论依据。实验结果表明:长期封育显著提高了草地土壤有机碳含量;在土壤有机碳组分中,除土壤微生物碳(MBC)含量降低外,其碳组分含量都相应增加。其中,易氧化有机碳(EOC)含量增加最为明显,长期封育草地是自由放牧草地土壤的4.53倍;长期封育显著提高了草地土壤0.25~2 mm团聚体所占比例及其有机碳含量;长期封育提高了草地土壤腐殖质中的胡敏酸碳(HAC)、胡敏素碳(HUC)含量和胡敏酸/腐殖质碳,降低了富里酸碳(FAC)的含量,封育草地土壤的HAC/FAC是自由放牧草地土壤的5.66倍。此外,长期封育草地土壤的脂族碳含量显著增加,芳香度相应增加,疏水碳/亲水碳增大。总之,长期封育不仅提高了草地土壤有机碳贮量,还能改善草地土壤结构、增强土壤有机碳的稳定性。     

草坪生态系统中碳汇与碳源的研究进展

本文综述了国内外关于草坪生态系统中碳汇与碳源的相关研究以及各种自然环境因子和人为管理措施对草坪生态系统中碳汇与碳源影响的研究进展,并指出目前研究存在的问题和需要改进的方面,从而为今后的相关研究提供参考。     

土壤易氧化有机碳与溶解性有机碳对荒漠草地沙漠化过程中土壤碳库变异的表征

以干旱、半干旱地区荒漠草地不同沙漠化阶段土壤为研究对象,研究不同沙漠化阶段土壤易氧化有机碳与溶解性有机碳含量和分配比例变异规律,分析不同沙漠化阶段土壤碳库指数变化,探讨荒漠草地沙漠化过程中土壤易氧化有机碳与溶解性有机碳对土壤碳库的表征作用。结果表明,随着荒漠草地沙漠化程度的加剧,易氧化有机碳含量表现出一定的波动性,但整体呈下降趋势,溶解性有机碳含量呈线性下降。易氧化有机碳和溶解性有机碳分配比例均在荒漠草地达到最大值,在半固定沙地达到最小值。利用易氧化有机碳含量计算的土壤碳库管理指数随荒漠草地沙漠化程度增加表现出先下降后上升趋势,利用溶解性有机碳含量计算的土壤碳库管理指数呈线性下降趋势。易氧化有机碳、溶解性有机碳含量与土壤有机碳均显著正相关,但溶解性有机碳的相关系数略高于易氧化有机碳。通过比较活度敏感指数和碳库管理指数敏感指数发现,荒漠草地逆向演替至固定沙地过程中,易氧化有机碳的各项敏感指数均高于溶解性有机碳。固定沙地演替至流动沙地过程中,溶解性有机碳的各项敏感指数均高于易氧化有机碳,表明易氧化有机碳能够较好地表征荒漠草地沙漠化前期土壤碳库变化,而荒漠草地沙漠化中期和后期利用溶解性有机碳表征效果更好。     

我国草地生态系统碳循环机制及碳蓄积核算研究回顾与展望

碳循环与碳蓄积等问题日益成为气候变化与地球科学研究领域的前沿与热点问题,其中,草地生态系统作为独特的生态系统类型又是全球碳循环中最复杂、受人类影响最大的部分。本研究从草地在气候变化中的作用谈起,介绍了CO2浓度变化、碳失汇与草地生态系统的关系,并重点介绍了陆地生态系统与草地生态系统各自的碳循环过程及影响碳循环的因素。总结了不同研究中,我国草地碳储量及分布格局,分析了碳循环过程中源汇关系,指出当前研究中存在的问题和今后工作的努力方向,为我国草地生态系统碳蓄积及碳循环特征研究提供参考。     

碳交易市场现状及草地碳汇潜力研究

本研究概述了国内外主要碳交易市场和各大洲典型碳示范项目的现状以及中国碳交易市场的潜力,分析了中国草地碳汇的潜力和草地碳汇交易的必要性。目前世界主要发达国家已建立各自的碳排放交易体系(如欧盟排放交易体系,芝加哥气候交易体系等),其中欧盟排放交易体系占主要地位,在全球碳交易市场中占据较大份额。国际上开展的固碳项目主要位于北美洲、南美洲、亚洲、非洲和大洋洲,主要采用再造林、减少森林砍伐、保护生物多样性、提高能源效率和进行可持续有效管理等方式,增加总固碳量,以减少CO₂排放。中国碳交易主要遵循清洁发展机制(CDM),CDM项目注册和签发量均在全球占据较大份额,且项目主要分布于四川、云南、内蒙古等省份,主要为新能源和可再生能源项目两种减排类型。我国的核证减排量(CER)高达1028.98 Mt CO₂e,位居世界第一。在7个碳交易试点省市顺利进行下,中国有望于2017年统一碳排放权交易市场。中国碳交易市场中配额项目累计成交量和成交额最高的是湖北碳市场,中国核证减排量(CCER)项目累计成交量最多的是上海碳交易市场。无论从较低的减排成本或从CDM项目市场规模来看,我国都具有较大的优势与潜力。目前CDM项目虽还未涉及草地碳汇,但草地作为我国面积最大的生态系统,具有巨大的碳汇潜力,将在未来的碳交易市场中占据重要地位。     

草地生态系统碳蓄积的研究进展

介绍了全球碳循环与全球气候变化下草地生态系统碳蓄积研究的进展,并对世界和中国草地生态系统在陆地生态系统碳储量、碳循环及在全球气候变化中的地位和作用进行了分析.同时,对草地初级生产力、土壤有机碳、枯落物、放牧利用、草地开垦等因素影响草地生态系统碳蓄积的研究进行了评价,提出了中国草地生态系统碳蓄积研究需解决的主要问题和研究前景.     

基于灌木林碳储量估算的植被含碳率取值

利用内蒙古东部3种灌木各器官含碳率的实测数据,探讨评估灌木林碳储量的含碳率取值问题。结果表明,1)各灌木林叶、枝和根的生物量分别占树种生物量的10%~20%、40%~60%和30%~40%,表明枝生物量占总生物量1/2左右,而根系生物量占1/3左右。2)天然山杏(Prunus sibirica)、人工山杏、人工柠条(Caragana korshinskii)和虎榛子(Ostryopsis decne)的叶、枝、根含碳率的范围分别为0.428 7~0.456 7、0.445 9~0.462 8、0.397 3~0.431 3g C·g~(-1),根的含碳率均与地上器官含碳率差异较大,叶和枝含碳率之间的差异较小。3)当天然山杏、人工山杏、虎榛子和人工柠条的地上部分和根系含碳率分别取值0.45和0.42时,其地上碳密度分别为1.370 7、1.167 7、198.873 0和2.157 3t·hm~(-2),根系碳密度分别为0.941 6、0.401 5、100.908 8和0.721 1t·hm~(-2),与实测碳密度相比,其相对误差均在6%以内。     

宁夏典型天然草地土壤有机碳及其活性组分变化特征

为探寻宁夏典型温性天然草地土壤有机碳及活性组分变异及储量特征，以宁夏4种典型的天然草地（温性草甸草原、温性草原、温性草原化荒漠和温性荒漠草原）为研究对象，采用野外调查和室内分析相结合的方法，对宁夏全区49个固定监测点，土壤有机碳及其活性有机碳组分（易氧化有机碳、微生物生物量碳和水溶性有机碳）进行采样和室内分析。结果表明：1）宁夏草甸草原、温性草原、草原化荒漠和荒漠草原4种天然草地，0~40 cm土层深度土壤有机碳含量分别为34.23、12.84、5.76和3.82 g·kg^-1；单位面积土壤有机碳储量分别为：13.43、5.75、2.58和2.29 kg·m^-2，且均表现为：草甸草原>温性草原>草原化荒漠>荒漠草原。2）4种典型天然草地土样易氧化有机碳含量为0.75~7.43 g·kg^-1，土壤微生物生物量碳含量为102.52~554.77 mg·kg^-1，土壤水溶性有机碳含量为69.66~89.61 mg·kg^-1，均表现为：草甸草原>温性草原>草原化荒漠>荒漠草原。4种草地类型土壤易氧化有机碳储量分别为2.56、1.44、0.62和0.48 kg·m^-2；土壤微生物生物量碳储量分别为：218.31、170.50、81.99和68.26 g·m^-2，均为草甸草原显著高于其他3种草地类型（P<0.05）；水溶性有机碳储量分别为34.36、35.21、37.22和43.14 g·m^-2，表现为荒漠草原显著大于其他3种草地类型（P<0.05）。3）4种典型天然草地易氧化有机碳分配比为18.42%~29.72%，温性草原最高；微生物生物量碳分配比为1.54%~3.83%，草甸草原最低；水溶性有机碳分配比为0.23%~2.01%，表现为：荒漠草原>草原化荒漠>温性草原>草甸草原，且均存在显著性差异（P<0.05）。4）土壤有机碳储量与土壤易氧化有机碳储量、微生物生物量碳储量、全氮、全磷和全钾含量呈显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）正相关关系；与土壤水溶性有机碳储量、土壤容重及pH值呈显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）的负相关关系。因此可见，宁夏荒漠草原土壤有机碳稳定性最差，温性草原土壤有机碳活性大，土壤有机碳碳库的生物可利用性最高，宁夏温性天然草地土壤有机碳储量大，不应被低估。     

Lung toxicity of a vapor-grown carbon fiber in comparison with a multi-walled carbon nanotube in F344 rats

Carbon fibers have excellent physicochemical and electrical properties. Vapor-grown carbon fibers are a type of carbon fibers that have a multi-walled carbon tube structure with a high aspect ratio. The representative vapor-grown carbon fiber, VGCF^TM-H, is extremely strong and stable and has superior thermal and electrical conductivity. Because some high-aspect-ratio multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) have been reported to have toxic and carcinogenic effects in the lungs of rodents, we performed a 13-week lung toxicity study using VGCF^TM-H in comparison with one of MWCNTs, MWNT-7, in rats. Male and female F344 rats were intratracheally administered VGCF^TM-H at doses of 0.2, 0.4, and 0.8 mg/kg bw or MWNT-7 at doses of 0.4 and 0.8 mg/kg bw once a week for 8 weeks and then up to week 13 without treatment. The lung burden was equivalent in the VGCF^TM-H and MWNT-7 groups; however, the lung weight had increased and the inflammatory and biochemical parameters in the broncho-alveolar lavage fluid and histopathological parameters, including inflammatory cell infiltration, alveolar type II cells proliferation, alveolar fibrosis, pleural fibrosis, lung mesothelium proliferation, and diaphragm fibrosis, were milder in the VGCF^TM-H group than in the MWNT-7 group. In addition, the proliferating cell nuclear antigen (PCNA)-positive index in the visceral and pleural mesothelium was significantly higher in the MWNT-7 group than in the controls, but not in the VGCF^TM-H group. Thus, the results of this study indicate that the lung and pleural toxicities of VGCF^TM-H were less than those of MWNT-7.     

围栏禁牧与放牧对草地生态系统固碳能力的影响

草地生态系统固碳能力对全球碳贮量的大小有重要影响。放牧作为草地最广泛的利用方式之一影响着草地的碳贮量,过度和不合理的放牧方式造成草地退化,引起草地碳的损失。围栏禁牧与放牧对草地生态系统固碳能力的影响主要包括对植被生产力和土壤碳贮量的影响,本文对有关的报道进行了综述。结果显示,由于受植被凋落物、群落结构和气候等多因素的影响,围栏禁牧对草地植被生产力有正面或负面的效应;放牧对植被生产力的影响也没有一致的结果,此外,放牧对植被生产力的影响还与放牧的强度有关。围栏禁牧与放牧可以通过多种途径对草地土壤碳贮量产生正面或负面的影响。总之,围栏禁牧与放牧对草地生态系统固碳能力的影响是复杂多样的,需要对草地碳贮量进行估算,并对相关的机制进行研究,这样才能在草地管理方面做出合理的决策。     

紫花苜蓿草地土壤碳密度年际变化研究

为了阐明紫花苜蓿草地土壤碳密度的年际变化规律,以长期定位试验的紫花苜蓿(Medicago sativa)草地为研究对象,通过大田测定和实验室分析,研究了不同生长年限紫花苜蓿草地土壤碳密度。结果表明:随着紫花苜蓿生长年限的增加,土壤有机碳含量增加,土壤碳密度提高。不同生长年限的苜蓿草地土壤有机碳含量、土壤有机碳密度在0~100cm土层的分布规律为随土层深度的增加而降低。不同年限的苜蓿草地土壤有机碳含量均为0~10cm表层最高,其土壤有机碳含量大小顺序为:1年龄(6.39g/kg)2年龄(6.75g/kg)3年龄(7.52g/kg)4年龄(8.76g/kg)5年龄(9.16g/kg)。不同年限的紫花苜蓿草地土壤有机碳密度差异显著(P0.05),随着生长年限的增加,土壤有机碳密度显著提高,其中100cm的土壤有机碳密度平均值5年龄最高(8.38kg/m~2),比1年龄、2年龄、3年龄和4年龄分别增加了91.3%、56.1%、32.4%和8.1%。