不同水肥条件下夏玉米/冬小麦农田生态系统碳平衡研究

农田生态系统碳平衡取决于农作物固定碳量和土壤异养呼吸排放碳量。为揭示水肥用量对农田生态系统碳平衡的综合影响，设置3个灌水水平：高水、中水和低水（W1、W0.85、W0.7夏玉米季分别为90、76.5、63mm，冬小麦季分别为140、119、98mm），4个施氮水平：高氮、中氮、低氮和不施氮（N1、N0.85、N0.7、N0夏玉米季分别为300、255、210、0kg/hm2，冬小麦季分别为210、178.5、147、0kg/hm2），4个施磷水平：高磷、中磷、低磷和不施磷（P1、P0.85、P0.7和P0夏玉米季分别为90、76.5、63、0kg/hm2，冬小麦季分别为150、127.5、105、0kg/hm2）进行了田间试验。结果表明：不同水肥处理下夏玉米/冬小麦农田生态系统表现为碳汇，夏玉米季净生态系统生产力固碳量（CNEP）为6805~7233kg/hm2，冬小麦季CNEP为5842~6434kg/hm2，夏玉米CNEP高于冬小麦。在高、中、低肥水平下，增加灌水量，夏玉米/冬小麦周年净初级生产力固碳量（CNPP）提高2.48%~5.96%，土壤微生物异养呼吸碳释放量（CRm）增加2.15%~15.20%，净生态系统生产力固碳量（CNEP）增加1.16%~6.47%。在高、中、低供水水平下，增加施肥量，夏玉米/冬小麦周年CNPP增加2.95%~3.43%，土壤CRm增加5.23%~18.67%，CNEP增加0.93%~2.79%，CNEP增加比例与供水水平呈负相关。在低水条件下，氮磷肥配施处理夏玉米/冬小麦农田周年CNEP较单施氮、磷肥分别增加4.86%、7.34%，且氮磷肥交互作用显著（P<0.05），水肥供应水平相差15%时对冬小麦农田CNEP有显著的正交互作用。氮磷肥配施、水肥协调供应均有助于促进夏玉米/冬小麦农田生态系统的净碳输入，在节水节肥原则下，夏玉米和冬小麦分别在W0.85N0.85P0.85和W0.7N0.85P0.85水肥供应条件下有利于增加农田CNEP。     

国家节能中心加快推进竹缠绕复合材料的推广应用

2021年1月25日,国家节能中心召开竹缠绕产业发展研讨会。国家节能中心节能管理处有关同志与水利部、水利部科技推广中心及中国能源研究会能效与投资评估专业委员会相关专家进行了交流,就如何加快推进竹缠绕复合材料的推广应用,促进产业健康发展等进行了讨论。与会专家认为,要加快构建竹缠绕产业链,助力减少碳排放,实现碳中和,为全球绿色发展赋能。     

闽西山地河岸缓冲带碳氮磷生态化学计量特征

在闽西山区九龙江流域,以河岸缓冲带植物杂交狼尾草、红花檵木、红叶石楠为研究对象,分析茎、叶中碳、氮、磷的生态化学计量特征,以及植物对碳、氮、磷的累积量,对九龙江缓冲带不同植物碳氮磷化学计量特征进行研究.结果表明,杂交狼尾草、红花檵木、红叶石楠,单位面积地上部分总生物量分别为47.12、4.32、25.85 kg/m2,年际间增加量分别为58.21、2.59、6.02 kg/m2;不同植物及各营养器官C、N、P含量分布,均表现为碳含量>氮含量>磷含量,杂交狼尾草磷含量显著高于其余2种植物(P<0.05);杂交狼尾草叶片的C:N、C:P显著低于红花檵木和红叶石楠(P<0.05),杂交狼尾草对氮磷的利用效率不占优势;杂交狼尾草的碳氮磷累积增长率分别为201.88％、351.53％和569.45％,高于红花檵木与红叶石楠.该研究结果可为九龙江流域的面源污染治理以及河岸植物缓冲带的构建提供理论依据和实践参考.     

水田长期改建苗圃后土壤性状的变化研究

为了解在水田上改建苗圃对土壤质量的影响,在浙江省内同时采集了水田起源的不同类型苗圃表层土壤与剖面分层土壤,以长期种植水稻农田为对照(水田),分析土壤含水量、水稳定性团聚体、容重、饱和导水率、有机碳、微生物生物量碳、活性有机碳、有效磷、速效钾和pH等指标,探讨水田长期改用苗圃后对表层和深层土壤性状的影响。研究把苗圃分为加土型(加土种植,增加地面高度)、减土型(带土移苗,降低地面高度)和常规型(种植过程中地面高度无明显变化)3种情况。结果表明,水田改建苗圃后,表层土壤有机碳、微生物生物量碳、有效磷、速效钾和水稳定性团聚体含量普遍下降,活性有机碳/有机碳的比例也逐渐变低,土壤有机碳和水稳定性团聚体含量的下降以加土型和减土型更为明显。减土型和常规型苗圃的表层土壤饱和导水率明显低于水田,土壤容重却明显高于水田;常规型苗圃表层土壤酸度大于水田;加土型苗圃表层土壤砾石含量明显高于水田。对代表性常规型苗圃剖面土壤的鉴定表明,水田改为苗圃后,整个土壤剖面含水量呈现下降趋势,对丘陵区土壤(黄筋泥田)深层土壤含水量下降的影响大于对平原区土壤(青紫泥田和淡涂泥田)的影响;深层土壤有机碳和活性有机碳也呈下降趋势。水田长期改用苗圃可引起土壤质量的退化,对表层和深层土壤性状均有影响。     

湿地松针叶碳氮稳定同位素及水分利用效率

以福建省福州市滨海沙地湿地松(Pinus elliottii)人工林为研究对象,采用同位素质谱仪测定不同叶龄(当年生、1年生、2年生)针叶碳氮同位素丰度值(δ13C、δ15N),然后运用δ13C值来估算碳同位素分辨率(△13C)和水分利用效率(WUE),研究叶龄对湿地松针叶碳氮稳定同位素组成、△13C、WUE的影响,从而为滨海沙地湿地松人工林的科学经营提供依据.结果 表明:C3植物湿地松针叶的δ13C、δ15N、△13C、WUE的平均值分别为(-2.9323±0.0897)％、(-0.4752±0.0245)％、(2.1224±0.0944)％和(30.842±5.038) μmol·mol-1,但是叶片的δ13C、δ15N值均低于全国平均值,而且δ15N值偏负.叶龄对δ13C、δ15N、△13C、WUE均有显著影响(P＜0.05),其中δ13C、δ15N、WUE随叶龄增加而降低,△13C随叶龄增加而增加.湿地松针叶的δ13C与δ15N呈极显著线性正相关(y=3.553x-1.244,R2=0.945,P＜O.001).     

张掖森林公园林木碳汇计算与价值评价

选取张掖市森林公园人工林作为河西荒漠区人工林的典型林分,针对不同林分类型分别设置样地,采用单株蓄积量法对张掖森林公园现有人工林的碳汇量与价值进行计算与评价研究,研究表明:张掖森林公园林分蓄积量、碳储量、碳汇价值及林分全部碳汇经济价值最高的为落叶阔叶林,其次常绿针叶林、宿根花卉及地被物、经济林、落叶花灌木。     

水稻低节位早发分蘖与秧苗叶片形态、碳氮代谢的关系

为了研究水稻(Oryza sativa L.)低节位早发分蘖与叶片形态、碳氮代谢之间的关系,并筛选低节位分蘖多、早期分蘖发生速率快且符合理想株型叶片形态的水稻品种(系),对31个籼亚种水稻品种(系)早期低节位的分蘖特性、叶片形态及碳氮代谢指标进行了相关性分析和聚类分析。结果表明,在正常栽培条件下,不同水稻品种(系)第一叶位成蘖率存在广泛变异,而第二、第三叶位成蘖率达到100%;水稻低节位分蘖发生速率与秧苗前3片叶叶长呈正相关,分蘖数量与叶宽呈负相关,因此,在育种上,可以将水稻秧苗前3片叶较长且较窄作为筛选早发分蘖水稻品种的参考形态指标;水稻植株体内蔗糖含量只影响分蘖发生速率,但不影响分蘖数量;硝态氮含量既影响分蘖发生速率,也影响成蘖率,氮代谢酶谷氨酸合酶(NADH-GOGAT)和谷氨酸脱氢酶(NADH-GDH)的活性能促进水稻低节位分蘖的发生;将31份水稻品种(系)进行聚类,可分为A、B、C 3类,其中C类材料是分蘖发生较早且分蘖发生速率快、叶片形态更接近于理想株型叶片形态的优质育种材料。     

科尔沁草甸湿地土壤碳氮剖面分布及生长季动态特征

采用定位观测的试验方法,于2016年5-10月及2017年8月对科尔沁草甸湿地0~100 cm土层土壤有机碳、全氮剖面分布及生长季动态特征进行了实验分析,旨在为科尔沁草甸湿地保护提供科学指导并为干旱半干旱地区湿地土壤碳氮储量估算提供借鉴。结果表明:1)科尔沁草甸湿地土壤有机碳、全氮含量整体随土层深度下降,0~20 cm土层间下降显著,20 cm以下趋于相对稳定,范围分别为11.9~23.5 g·kg^-1和0.66~1.50 g·kg^-1。2)各土层土壤碳氮含量月间差异显著(全氮40~60 cm土层除外),变化幅度随土层深度先减小后增大;土壤碳氮密度(100 cm)生长季变化大于年际变化,有机碳密度全生长季呈上升趋势,范围为15.44~20.82 kg·m^-2,全氮密度生长初期明显下降,之后趋于相对稳定,范围为1.01~1.16 kg·m^-2。3)土壤有机碳含量与全氮含量呈极显著正相关;植被和水文是影响其分布、变化的关键因子。科尔沁草甸湿地生长季土壤有机碳、全氮密度变化较大,且表现为潜在的碳汇和氮源,但年际间碳汇潜力未充分发挥,本研究建议禁牧力度应加大并增加氮肥投入以提高科尔沁草甸湿地生态系统功能。     

氮添加对黄河三角洲滨海湿地土壤有机碳矿化的影响

在山东黄河三角洲国家级自然保护区大气氮沉降模拟实验区样地采集表层(0-10 cm)和下层(10-20cm)两层土壤样本,设置NH_4NO_3、NH_4Cl、KNO_3三种氮肥类型以及5 gN·m~(-2)·yr~(-1)、10 g N·m~(-2)·yr~(-1)、20 gN·m~(-2)·yr~(-1)3种施氮浓度梯度,通过26 d室内恒温矿化培养试验,测定温室气体CO_2释放速率和累计释放量,研究模拟氮沉降对滨海湿地土壤有机碳矿化影响。不同处理下土壤有机碳的累积矿化量随培养时间逐渐增加,培养初始阶段的增长速率较快,前10 d土壤累积矿化量约占整个培养期内总矿化量的50%左右,而后逐渐减慢。外源氮添加促进了滨海湿地土壤有机碳的累积矿化量,上下层土壤实验处理较对照分别增加7.60%～68.60%、6.75%～67.24%,铵态氮(NH_4NO_3、NH_4Cl)均表现为中氮组(41.39%、68.60%)高氮组(27.02%、53.69%)低氮组(13.78%、7.60%),硝态氮(KNO_3)表现为高氮组(66.12%)低氮组(49.05%)中氮组(32.10%)。较高或较低氮浓度下,硝态氮对有机碳矿化的促进作用强于铵态氮,但在中氮组中NH_4Cl处理组有机碳平均矿化量最高,达1411.82μg/g soil。下层土壤中,NH4Cl实验组的促进作用在不同施氮量下均最高,有机碳平均矿化量分别为666.90μg/g soil、797.28μg/g soil、834.98μg/g soil。各处理土壤表层有机碳累积矿化量显著高于底层土壤(P0.05),即表明上层土壤有机碳含量较高。     

基于径向基函数神经网络模型的桃江县森林碳储量估测

量化森林碳储量对森林经营者的正确决策至关重要。本文以湖南省桃江县为研究区,根据2013年森林资源一类调查数据和Landsat 8遥感影像,建立多元逐步回归、偏最小二乘回归和径向基函数神经网络模型,开展碳储量的估测方法比较。结果表明:三种方法中,径向基函数神经网络模型估测森林碳储量效果最好,决定系数达到0.645,相对均方根误差为15.582 t·hm~(-2);其次为偏最小二乘回归模型,决定系数和相对均方根误差分别为0.511和17.135 t·hm~(-2);多元逐步回归模型精度最低,决定系数和相对均方根误差分别为0.431和18.105 t·hm~(-2)。径向基函数神经网络模型反演的研究区森林碳储量分布图表明,海拔高的地方碳储量较大,城区碳储量较小,与实际植被分布情况一致。