毛竹林固碳增汇价值的动态变化:以福建省为例

【目的】开展毛竹林固碳增汇价值核算并探讨其动态变化,以掌握毛竹林生态系统碳汇价值、科学评价竹林生态系统服务功能,为碳计量和碳贸易提供理论与技术支撑。【方法】基于福建省毛竹林生长量、实测生物量和问卷调查等数据,利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)植被指数(EVI)建立生物量异速生长和反演模型,开展福建毛竹林(包括地上活立竹、择伐竹、土壤和已收获竹笋4个组分)固碳增汇价值核算及其动态变化研究。【结果】2001—2014年,福建省毛竹林每期(2年为1期)固碳增汇价值平均为5. 53亿元,研究期内固碳总价值为38. 71亿元;竹林生态系统不同组分(地上活立竹、择伐竹、土壤和已收获竹笋)的固碳价值存在较大差异,其中林分地上活立竹、择伐竹、已收获竹笋和土壤的固碳增汇价值贡献比分别为73. 78%、16. 11%、13. 56%和3. 65%; 2001—2014年,毛竹林固碳增汇价值在波动中呈上升趋势,以每期每公顷157. 69元的速率增加;研究末期和初期相比,面积占比31. 26%的毛竹林固碳增汇价值降低,每公顷平均降幅256. 76元;面积占比68. 74%的毛竹林固增汇价值增加,每公顷平均增幅640. 80元。【结论】2001—2014年,福建省毛竹林表现为一个不断增加的碳汇;与地上活立竹、已收获竹笋和土壤相比,择伐竹的固碳增汇价值贡献最大,择伐是毛竹林不可或缺的经营管理措施。     

北方草地及农牧交错区草地植被碳储量及其影响因素

【目的】 草地生态系统在全球碳平衡中有重要的意义,草地植被碳库及其变化机制研究是植被生态学的重要命题。本文研究北方草地和农牧交错区草地植被碳密度及其空间格局,解析不同区域草地植被碳密度的关键影响因素,分析了气候、土壤、放牧等因素对地上地下植被碳库的相对贡献。【方法】 基于2002—2009年北方草地及农牧交错带草地植被调查数据,结合同期MODIS/NDVI遥感影像和1﹕100万草地类型图,建立了我国主要草地类型的生物量估算模型;整合野外考察数据和前人研究结果,探讨了研究区地上地下生物碳库及其空间格局;基于研究区255个县级行政单元,分析了不同类型草地植被碳库与气候要素、土壤要素及家畜承载量的关系,应用一般线性模型（GLM）解析了不同影响因素对草地碳密度的相对贡献。【结果】 （1）北方草地与农牧交错区草地地上平均生物碳密度为36.9 g C·m^-2,地下生物碳密度为362.9 g C·m^-2,地下生物碳密度高于地上10倍,均呈从东到西递减的趋势,频率分布图基本服从对数正态分布,不同草地类型的生物碳密度存在明显差异;（2）整个研究区及草原亚区、荒漠亚区、农牧交错亚区内,地上生物量与年降水量（MAP）呈极显著正相关、与年均气温（MAT）均呈极显著负相关,与土壤黏粒含量（Clay%）呈显著正相关、与土壤砂粒含量（Sand%）呈显著负相关,整个研究区家畜承载量与草地地上生物量之间呈极显著正相关;（3）一般线性模型（GLM）分析结果表明,年平均降水量（MAP）、年均气温（MAT）、土壤黏粒含量（Clay%）、放牧强度对地上生物量空间变异的解释率分别达到29.6%（P<0.001）、5.8%（P<0.001）、0.8%（P<0.05）、1.3%（P<0.001）;地下生物量的空间变异主要来自于年降水量（MAP）、年均气温（MAT）、土壤砂粒含量（Sand%）,对方差的解释率分别达到12.1%（P<0.001）、6.8%（P<0.001）、1.9%（P<0.005）,放牧强度没有明显贡献。【结论】 气候条件尤其是年降水量是草地生物量碳库的主要影响因素,但对地上生物量影响更为明显;土壤质地对植被生物碳库也有显著贡献,尤其对地下生物量的影响更加显著;放牧强度只能解释地上生物量变化的1.3%、对地下生物量没有显著贡献,这一发现意味着气候对生物量碳库的贡献远大于放牧影响。     

金潮原因种铜藻外源无机碳利用特征初步研究

为揭示铜藻(Sargassum horneri)对无机碳利用的基本特性及铜藻在漂浮过程中生物量迅速累积并最终发展为金潮的生理生态学机理,以我国近海金潮原因种铜藻为研究对象,在不同pH (6.5、8.0和9.5)条件下研究了添加TRIS缓冲剂、碳酸酐酶抑制剂(AZ、EZ)和阴离子交换蛋白抑制剂(DIDS)后藻体的固碳速率、光合作用-无机碳响应曲线(P-C曲线)及pH漂移曲线。结果显示,TRIS缓冲剂对铜藻的固碳速率无显著影响(P>0.05),而3种抑制剂均显著(P<0. 05)抑制铜藻的固碳速率且抑制效率从大至小依次为DIDS> EZ>AZ。藻体的固碳速率随着外源无机碳浓度的增加而增加,并渐趋饱和。此外,藻体的最大固碳速率(V_(max))随着pH的升高而降低,而半饱和常数(K_(0.5))则随着pH的升高而升高,藻体的pH补偿点为9.0左右。结果表明,铜藻既可以利用海水中的CO_2也可以利用HCO_3~-进行光合作用;并且铜藻对HCO_3~-的吸收存在通过阴离子交换蛋白直接转运吸收和利用碳酸酐酶将HCO_3~-转化为CO_2后再吸收两种方式。对HCO_3~-的高效吸收利用能力可能是铜藻保证维持较高光合作用、快速积累生物量并最终演变为金潮的重要因素之一。     

免耕对土壤微生物量碳影响的Meta分析

为综合分析免耕(NT)对土壤微生物碳含量的影响程度,以常规耕作(CT)为对照,收集国内外关于免耕对土壤微生物碳研究已公开发表的41篇文献的田间试验数据162组,采用Meta数据整合分析方法,定量分析中国不同区域、气候类型和试验年限下,免耕对于中国农田土壤微生物碳含量的影响。结果表明,与常规耕作相比,免耕能显著提高土壤微生物碳的含量,免耕-常规耕作(NT-CT)的加权均数差值(WMD)为49.29 mg·kg^-1;免耕对土壤中微生物碳含量的影响存在区域差异性,西南地区WMD最大,湿润区(年降雨量>800 mm)免耕对土壤微生物碳含量的正效应最显著;年均温度10~15℃和年均温度>15℃时,免耕土壤中微生物碳含量显著高于常规耕作,且随着温度的升高而增加;免耕年限能够显著影响土壤微生物碳含量,以长期免耕(免耕年限≥8 a)效果最佳。综上,免耕对土壤微生物碳的增加效应存在区域特征,以西南地区最高,随着区域水热条件、免耕年限的不同有所差异,免耕措施的采用应该根据区域特点因地制宜。本研究结果为免耕的区域性合理利用提供了参考依据。     

不同施肥对小麦土壤碳氮含量和储量的影响

本文通过小麦小区试验,研究不同有机肥用量对土壤有机碳、全氮含量和储量的影响。结果表明,在成都平原小麦生产中,化肥减量20%并配施有机肥能提高土壤有机碳、全氮含量和储量。其中以化肥减量20%,配施有机肥3000～4500kg/hm~2效果较佳,与单施减量20%的化肥处理相比,土壤有机碳、全氮含量分别增加6.01%～7.45%、11.47%～13.44%,碳氮储量增长率分别为3.21%～4.37%、9.73%～11.49%,且土壤碳氮之间存在着极显著线性关系。     

冬绿肥覆盖翻压对土壤碳、氮含量的影响

为改善华北地区冬闲田生态问题以及为绿肥资源的合理利用提供理论依据,选取二月兰、毛叶苕子和黑麦草3种冬绿肥,以冬闲为对照,进行了9 a连续定位试验。在冬绿肥翻压前采集植物和翻压后采集土壤样品,测定植株生物量、养分含量以及土壤有机碳、微生物量碳、土壤全氮、土壤硝态氮、土壤铵态氮含量等,研究3种不同冬绿肥生物量及覆盖翻压对土壤碳、氮含量的影响。结果表明,二月兰和黑麦草的生物量显著高于毛叶苕子,分别高出48.17%和40.85%;二月兰和毛叶苕子植株全磷及全钾含量高于黑麦草。3种绿肥处理的土壤有机碳、微生物量碳含量均显著高于冬闲,土壤有机碳含量以毛叶苕子处理最高,为13.97 g/kg,土壤微生物量碳含量以二月兰处理最高,为164.13μg/g。与冬闲相比,3种绿肥翻压均不同程度提高了土壤氮含量。豆科绿肥毛叶苕子处理的土壤全氮、硝态氮、铵态氮、微生物量氮含量均为最高,分别比冬闲提高了26.50%、150.97%、52.92%、83.32%。因此,种植绿肥不仅能充分利用大面积的冬闲田,增加土壤冬季覆盖面积,还能提高土壤有机碳、氮含量等,改善生态环境。