草地生态系统碳循环研究进展

随着全球气候变化和陆地生态系统碳循环研究的发展,碳循环正成为草地生态系统研究的热点.本文在介绍其研究发展过程、主体内容和方向的同时,对目前的研究动态和研究方法进行系统的概述,重点分析了目前国内外草地生态系统碳循环过程研究、机制研究、研究方法及模型的发展动态,并对今后草地生态系统碳循环和相关研究提出了建议.     

施用腐植酸产品 减排又增效

<正>雾霾——2013年民众常用热词之一。通常的解释认为,这一特殊的环境问题是由汽车尾气等排放的有毒颗粒在空中积聚造成的,然而事实上,在一片雾霾背后隐藏着更深层次的环境问题——全球碳循环的失衡。中国腐植酸工业协会理事长曾宪成对雾霾形成的原因进行了深入的梳理,他得出的结论是:地球碳循环失调→温室效应→全球变暖→极地温度升高→     

发展低碳循环绿色经济 做大做强广垦橡胶产业

<正>做大做强广垦橡胶产业,必须立足产业资源优势,规划低碳循环绿色产业发展蓝图;立足胶林抚管全程,建设现代低碳循环绿色生态胶园;立足加工技术全程,以科技进步创新低碳循环绿色工艺流程,把广垦橡胶产业打造成为资源环境、技术经济     

高原鼠兔干扰对高寒草地碳循环的影响研究进展

高原鼠兔(Ochotona curzoniae)是青藏高原的关键种,其干扰导致高寒草地下垫面形成植被和裸地斑块镶嵌共存的景观格局,加剧了植被生产力和土壤有机碳的空间异质性分布,改变了生态系统碳交换过程。为了增进对高原鼠兔干扰在高寒草地碳循环中作用的认识,本文综述了高原鼠兔干扰对高寒草地生态系统有机碳储量和碳交换的作用过程和影响机制。总结出采食、堆土和挖掘是高原鼠兔直接影响高寒草地的主要方式,同时堆土和挖掘也是高寒草地秃斑化的潜在诱因,秃斑侵蚀、扩张以及本身的热岛效应也会对高寒草地生态系统功能产生影响。尽管高原鼠兔挖掘活动促进了土壤养分循环有利于生态系统有机碳的累积,但是堆土以及与高原鼠兔干扰相关联的秃斑化也会引起潜在的有机碳流失。高原鼠兔挖掘洞穴打破了生态系统原有的碳交换平衡,加速了CO₂通过鼠兔洞道扩散排出,而堆土和秃斑化后植被物种组成改变,地上、地下生物量分配格局的变化以及土壤暖干化是生态系统碳交换发生改变的主要原因。基于现有研究进展,未来的研究需要重点关注大尺度高原鼠兔干扰对生态系统有机碳储量的量化评估,以及耦合生态系统碳储量和碳收支的综合研究。     

土壤有机碳动态模型的研究进展

As the largest pool of terrestrial organic carbon, soils interact strongly with atmosphere composition, climate, and land change. Soil organic carbon dynamics in ecosystem plays a great role in global carbon cycle and global change. With development of mathematical models that simulate changes in soil organic carbon, there have been considerable advances in understanding soil organic carbon dynamics. This paper mainly reviewed the composition of soil organic matter and its influenced factors, and recommended some soil organic matter models worldwide. Based on the analyses of the developed results at home and abroad, it is suggested that future soil organic matter models should be developed toward based-process models, and not always empirical ones. The models are able to reveal their interaction between soil carbon systems, climate and land cover by technique and methods of GIS (Geographical Information System) and RS (Remote Sensing). These models should be developed at a global scale, in dynamically describing the spatial and temporal changes of soil organic matter cycle. Meanwhile, the further researches on models should be strengthen for providing theory basis and foundation in making policy of green house gas emission in China.     

森林生态系统碳循环研究方法概述

介绍了森林生态系统碳循环研究方法,对当前森林生态系统碳循环研究的几种主要方法模型进行了概述,主要有Miami模型和Thornthwaite模型、Chikugo模型和生物量转换因子连续法等。     

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。     

免耕和秸秆还田对我国土壤碳循环酶活性影响的荟萃分析

【目的】探讨免耕和秸秆还田措施对我国农田土壤碳循环酶活性的影响,为有机物质转化和土壤健康提升提供科学依据。【方法】通过文献搜集,获得了目标文献56篇,建立了翻耕清茬（CT,507组）、翻耕+秸秆还田（SR,305组）、免耕（NT,291组）和免耕+秸秆还田（NTS,122组）处理对土壤碳循环酶（转化酶、纤维素酶、β-葡萄糖苷酶和多酚氧化酶）活性影响的数据库。采用数据整合（Meta-analysis）和增强回归树（BRT）的分析方法,探讨不同管理措施下土壤碳循环酶活性的差异,并量化气候特征、土壤特性和种植制度等因子对其影响程度。【结果】与CT相比,SR（28.0%）、NT（13.7%）和NTS（23.2%）处理显著增加（P<0.05）了土壤碳循环酶活性;SR、NT和NTS处理显著促进了转化酶活性,增幅分别为25.3%、16.2%和22.5%;SR处理对纤维素酶活性的增幅为36.6%。对于低土壤有机碳（SOC<10 g·kg^-1）而言,SR、NT和NTS处理对转化酶活性增幅分别为26.7%、24.2%和37.9%。在碱性（pH>7.5）土壤中,SR和NTS处理下转化酶活性分别增加了22.3%和28.7%。对于不同黏粒含量的土壤而言,黏粒含量<20%的土壤中SR和NT处理下转化酶活性分别提高了21.5%和22.3%;黏粒含量为20%—30%的土壤中SR、NT和NTS处理下转化酶活性增幅分别为26.1%、16.1%和25.3%。干旱指数较大（2—3.5和>3.5）时,SR（29.1%和20.5%）、NT（13.4%和17.0%）和NTS（9.0%和36.9%）处理均显著提高了转化酶活性。对于轮作种植制度而言,SR和NTS处理促进了转化酶活性,增幅分别为24.0%和29.4%;而在连作种植制度下,SR处理下转化酶活性提高了29.4%。对于不同试验年限而言,NTS处理对转化酶活性的提高幅度表现为：长期（>10年;39.9%）>中期（5—10年;31.7%）>短期（<5年;17.6%）;短期和中期秸秆还田（SR）均显著增强了转化酶活性,增幅分别为22.0%和27.3%。免耕和秸秆还田对转化酶活性的交互作用在SOC含量低（<10 g·kg^-1）、pH呈碱性（>7.5）、黏粒含量低（<20%）、干旱指数高（>3.5）、轮作和持续年限长（>10年）的土壤中较小。BRT分析结果表明,黏粒含量和土壤pH是影响SR处理对转化酶活性提高的主要因素,而SOC含量和干旱指数是影响免耕措施（NT和NTS）提高转化酶活性的主要因素。【结论】在我国实施免耕和秸秆还田措施,尤其是在SOC和黏粒含量较低或干旱指数较高的地区,对于转化酶活性的提高具有重要意义。     

强冻融作用下土壤微生物残体碳的累积特征及其对玉米秸秆输入的响应

  【目的】  微生物残体碳是土壤稳定碳库的主要组成部分。探究不同冻融强度下东北黑土区土壤真菌和细菌残体碳的变化和积累特征,以及玉米秸秆对这一过程的影响,以加深对东北黑土土壤有机碳循环过程和微生物调控机理的认知,为东北黑土区土壤肥力提升提供理论支撑。  【方法】  研究采用室内模拟培养试验,供试材料为玉米秸秆和黑土。设置3个冻融强度处理:弱冻融(融冻温度/冻结温度为5℃/?4℃)、强冻融(融冻温度/冻结温度为5℃/?9℃)和5℃常温对照,每个冻融处理分别设置添加和不添加玉米秸秆处理。一个冻融循环为土壤样品在5℃培养24 h,逐渐降低温度至冻结温度,保持48 h,然后升温至5℃,直到总时间96 h (4天),然后进入下一个循环。冻融试验共进行了16次循环,总培养周期为65天。在第0、3、8、12和16次冻融后采集土壤样品,测定土壤氨基葡萄糖(真菌残体标识物)和胞壁酸(细菌残体标识物)含量,分析微生物残体碳的累积特征及其对土壤有机碳的贡献。  【结果】  不添加玉米秸秆条件下,强冻融处理在前期较恒温对照显著增加了真菌和细菌残体碳含量及其对土壤有机碳的贡献,降低了土壤真菌细菌残体碳比值(F/B),而弱冻融处理相关指标较恒温处理则变化不明显;在第16次循环,强冻融显著降低了微生物残体碳含量及其对土壤有机碳的贡献,增加了F/B值。在恒温和弱冻融处理中,添加秸秆在前期促进了真菌和细菌残体碳的累积,但在第16次循环,降低了真菌和细菌残体碳含量;而在强冻融处理中,添加秸秆则在试验结束时显著增加了细菌残体碳含量,降低了F/B值。试验结束时,添加秸秆后不同冻融强度对微生物残体碳贡献率影响不大。  【结论】  反复多次强冻融会降低土壤中微生物残体碳的累积,尤以细菌残体碳损失比例更大。添加玉米秸秆对真菌残体碳积累无显著影响,但能够显著增加细菌残体碳的积累,增加细菌残体碳的比例和其对土壤有机碳的贡献,在一定程度上抵消强冻融对微生物残体碳累积的不利影响。因此,添加秸秆可提高反复强冻融土壤中微生物源碳的稳定性。     

Carbon and Nitrogen Contents in Typical Plants and Soil Profiles in Yanqi Basin of Northwest China

Carbon and nitrogen are the most important elements in the terrestrial ecosystem. Studying carbon and nitrogen distributions in plant and soil is important for our understanding of the ecosystem dynamics and carbon cycle on arid lands. A study was conducted in a typical arid area, the Yanqi Basin, Northwest China. Carbon and nitrogen distributions in plant tissues and soil profiles were determined at 21 sites with typical native plants and crops. Our results indicated that carbon content was similar between crops and native plants, and the average carbon contents in aboveground （42.4%） and belowground （42.8%） tissues were almost the same. Average nitrogen contents in crops were nearly the same （~0.7%） in aboveground and belowground tissues whereas mean nitrogen content was approximately 100% higher in aboveground （2.2%） than in belowground （1.2%） tissues for native species. Soil organic carbon （SOC） and total nitrogen （TN） in cropland （9.4 and 0.9 g kg^-1） were significantly higher than those in native land （6.2 and 0.7 g kg^-1）. Multiple regression analyses indicated that carbon content in belowground tissue and nitrogen content in aboveground tissue were key factors connecting plant and soil in native land. However, there was no significant relationship for carbon or nitrogen between soil and crop, which might reflect human disturbance, such as plowing and applications of various organic materials.