夏季放牧强度对藏北草原温室气体排放的影响

高寒草原是我国青藏高原最主要的放牧草地类型之一,为了研究放牧强度对其温室气体排放的影响,在藏北紫花针茅(Stipa purpurea)草原进行不同放牧强度试验,并采用静态箱法在夏季放牧期间对不同放牧强度下CO2、CH4和N2O 3种主要的温室气体排放情况进行了测定。结果表明,高寒紫花针茅草原CO2的排放在适宜的放牧强度下随放牧强度的增加而增加,但当放牧强度继续增大至重牧水平时,CO2排放降低;放牧强度的增加会显著(P0.05)降低高寒紫花针茅草原对CH4的吸收,但不改变草原作为CH4汇的功能;轻牧对高寒紫花针茅草原N2O排放无显著影响,当放牧强度达中牧或重牧水平,N2O的排放也显著(P0.05)增加,且中牧与重牧相互之间差异显著(P0.05);以全球增温潜势折算总温室气体排放,CO2排放平均占总温室气体排放的约98%,CH4吸收和N2O的排放各只占约1%,CH4吸收与N2O的排放与放牧强度互为消长。     

畜牧业与温室气体排放

1严峻的现实 联合国粮农组织（AFO）2006年报告《牲畜的巨大阴影——环境问题与选择》指出：＂由于人类对肉类和奶类的需求不断上升,畜牧业快速发展,畜牧业造成温室气体排放量占全球总量的18%,超过全球交通运输的排放。     

畜牧业与温室气体排放

<正>1严峻的现实联合国粮农组织(AFO)2006年报告《牲畜的巨大阴影——环境问题与选择》指出:"由于人类对肉类和奶类的需求不断上升,畜牧业快速发展,畜牧业造成温室气体排放量占全球总量的18%,超过全球交通运输的排放。     

草地生态系统温室气体排放机理及影响因素

草地生态系统是陆地生态系统的主体,已成为人类活动影响较为严重的陆地生态系统之一,其温室气体排放对全球气候变化具重要影响.本研究综述了草地生态系统中主要温室气体CO2、CH4和N2O的排放机理和主要影响因素的研究进展,指出草地生态系统温室气体排放的不确定性是环境、生物和管理因素共同作用的结果.应加强草地生态系统温室气体产...     

动物在温室气体排放中的作用

温室气体是引起全球变暖的重要原因之一,但目前对其部分来源尚不十分清楚。动物作为生态系统重要组成部分,在温室气体排放中扮演着怎样的角色,对这一问题的研究将有助于进一步认识动物对自然界物质循环的影响及在全球气候变化中作用。近年的科学研究证明,动物不仅在重要的温室气体CO2和N2O排放中起主要作用,而且是温室气体CH4的不可忽视的重要排放源。     

规模猪场温室气体排放现状的研究

依据北京市养猪业发展情况,选定3个区作为调研区域。在各区选择2家养殖工艺具有代表性的规模猪场,作为主要调研场。在正式开展调研之前,团队组织会议,经过充分研讨,编制调研表格。2011年4—6月,首次深入各猪场进行全面调研。根据调查结果,对调研表格进行修改,在9—11月再次进入这6家猪场进行第2次调查。通过调查,对6家猪场取得了有关猪场概况、养殖规模、猪舍环境、粪污处理方法、能源利用等全面的情况。同时,采集猪场的空气、粪便、污水样品,进行监测,掌握猪场环境控制和污染物处理情况。     

高寒草甸粪斑的温室气体排放

为了解生长季牦牛粪斑覆盖对高寒草甸生态系统温室气体排放的影响, 于2012年6月25日-9月24日基于添加牛粪处理定位试验, 利用静态箱-气相色谱法对高寒草甸生态系统N2O、CH4和CO2通量进行测定。结果表明, 粪斑覆盖对其生态系统N2O、CH4和CO2排放具有刺激效应, 其发生在粪斑覆盖的1―50 d, 且3类温室气体峰值出现时间各异;粪斑覆盖导致的系统温室气体排放潜势较无牛粪覆盖增加了39.2%, 其N2O、CH4和CO2的累积排放量分别为0.095、0.412、2 064 g CO2·m-2, 全球变暖潜势为2 102 g CO2·m-2。因此, 高寒草地牦牛粪斑是重要的温室气体来源之一, 在估测生态系统对气候变化的贡献中不可忽视。     

遵义市畜牧业温室气体排放与城镇居民可支配收入分析

对遵义市近16年城镇居民可支配收入与畜牧业温室气体排放进行分析,探讨城镇经济发展与畜牧养殖业温室气体关系。结果表明:(1)研究期间遵义市畜牧产业的温室气体排放量呈降低趋势;(2)总体上,遵义市畜牧业温室气体的排放随着城镇居民可支配收入的增加而下降;(3)城镇居民可支配收入与畜牧业温室气体排放呈现3个明显的阶段,每个阶段的畜牧业温室气体排放随着城镇居民收入的增加而增加。在这3个阶段中,城镇居民可支配收入每增加1 000元畜牧业温室气体二氧化碳的排放当量的增加幅度分别为20×10~4 t、8×10~4 t和3×10~4 t。这意味着遵义市的畜牧业在未来发展期间朝着低碳环保绿色的方向发展。该地区畜牧业的低碳排放趋势,必将为遵义市工业和其他相关产业碳排放提供较大的碳排放空间。     

黄土高原雨养农业区不同种植模式土壤温室气体排放特征

研究陇中黄土高原旱作农田,设置了苜蓿-苜蓿(L-L)、苜蓿-休闲(L-F)、苜蓿-小麦(L-W)、苜蓿-玉米(L-C)、苜蓿-马铃薯(L-P)和苜蓿-谷子(L-M)6个处理,采用静态箱-气相色谱法和碳通量测量系统LI-8100对苜蓿后茬轮作不同作物土壤温室气体排放动态及其影响因素进行了测定与分析。研究结果表明,农田土壤表现为CO₂源、N₂O源和CH₄吸收汇,且呈现夏秋高,春冬低的季节性变化特征。L-L处理的CO₂累积排放量最高,L-W处理较之降低了42.43%;L-C处理的N₂O累积排放量最高,L-P处理最低;CH₄吸收量以L-M处理最高,较L-F和L-L分别增加了62.71%和31.87%,综合增温潜势表现为L-L>L-M>L-C>L-P>L-F>L-W。相关分析结果表明,CO₂、CH₄、N₂O排放量与脲酶、过氧化氢酶活性及土壤温度呈极显著相关(P<0.01),与土壤水分在不同土层有显著相关性;逐步回归分析发现,土壤温度、过氧化氢酶是CO₂和CH₄排放的主导因素,土壤温度极显著影响气体排放,N₂O排放主要受到环境因子的影响。综合来看,与长期苜蓿连作相比,黄土高原地区苜蓿种植一定年限之后轮作粮食作物能减少土壤温室气体排放量,减弱农田温室气体的增温效应,其中以小麦效果最佳。     

黄土高原四种作物生产的温室气体排放比较

为探究粮食作物和饲草作物生产在温室气体排放方面的差异,识别潜在的减排热点,本研究基于2018—2021年在甘肃和宁夏获得的738份有效农户问卷调查数据,以小麦、玉米、苜蓿和饲用玉米四种作物为研究对象,使用生命周期评价的方法评估温室气体(CO₂当量)排放量。结果表明,研究区域每公顷的小麦、玉米、苜蓿、饲用玉米干物质产出分别为：6.45,16.81,6.28,17.05 t;蛋白质产出分别为：0.52,1.08,0.79,1.22 t。四种作物的温室气体排放量分别为：3.89,5.14,1.12,4.34 t·hm^-2;但在每吨干物质和蛋白质产出基准下,苜蓿与饲用玉米均显示较低的排放强度,其中苜蓿的优势更为显著。敏感度分析表明,化肥和农机使用对排放结果的敏感度平均达到75.29%和11.51%。因此,建议研究区域使用优质饲草作物替代粮食作物支撑草食畜牧业,同时加强作物的田间施肥管理和提高机械使用效率,能有效地减少草食畜牧业在饲料生产端的温室气体排放量。     

不同干扰对黄土高原典型草原土壤有机碳的影响

以黄土高原典型草原为对象,研究了封育+施肥、封育+火烧、封育和放牧4种干扰类型对土壤有机碳含量和有机碳密度的影响。结果表明:黄土高原典型草原不同干扰类型下土壤有机碳含量和有机碳密度都随土层深度的增加而减少,且干扰类型不同其减少程度不同;不同干扰类型对土壤有机碳含量影响不同。封育+施肥地在0~50 cm各土层有机碳含量均显著高于其他3个干扰类型,变化范围为24.08~34.99 g·kg^-1;其次为封育+火烧地,变化范围为19.59~32.05 g·kg^-1;在0~40 cm各土层,放牧地有机碳含量均最低,为19.07~25.37 g·kg^-1。不同干扰类型对有机碳密度的影响与对有机碳含量的影响基本相似。不同干扰对土壤有机碳的影响主要表现在0~20 cm土壤表层;在0~50 cm土层,4种干扰类型土壤有机碳密度大小依次为:封育+施肥>封育+火烧>封育>放牧,分别为14.51, 13.86, 12.27和11.85 kg·m^-2。综上所述,人为干扰对典型草原土壤有机碳含量和有机碳密度具有明显影响;放牧导致土壤碳密度显著下降,而施肥和封育可以提高土壤碳密度。     

非洲菊对陇东地区油污土壤的生态修复

为评估非洲菊(Gerbera jamesonii)在陇东地区对石油污染物生物降解的潜力,研究植物应对不同油污浓度胁迫的生长和根际土壤环境响应,本研究分析了非洲菊应对4种油污浓度(1%、3%、5%和7%)胁迫时的植物生长指标、土壤环境指标以及土壤总石油烃(total petroleum hydrocarbons, TPH)、烷烃和芳烃的降解率和降解速率。结果显示:1)土壤TPH、烷烃和芳烃降解率随油污浓度的增加而逐步降低,但其降解速率在油污浓度为5%时最高;2)非洲菊株高、根长和出苗率均随油污浓度的增加而逐渐降低(P <0.05),重度污染(7%)对其地上部生物量有显著抑制作用(P <0.05),而中度污染(3%和5%)对其地上部和地下部生物量有显著促进作用(P <0.05);3)当油污浓度<5%时,非洲菊通过增加土壤脱氢酶、地下部及地上部生物量和土壤微生物多样性来提高土壤TPH降解率,且非度量多维尺度(non-metric multidimensional scaling, NMDS)分析结果显示,植物生物量、土壤酶活性和微生物特性的彼此间共同效应是决定土壤TP...     

黄土高原沙打旺草地群落生态的研究

试验于1981～1988年在黄土高原半干旱的固原县河川北山人工沙打旺草地进行。结果表明:沙打旺从兴到衰,出现一较快的演替系列,其重要值有显著的变化。生长3～6年沙打旺繁茂,但天然牧草受到抑制,由于沙打旺发达的根系,可充分利用土壤深层水分。衰败沙打旺草地水分渗透速率比天然草地和农地快,但上层土壤含水量恢复较好,这样其它野生植物在衰败地上生长较好。沙打旺的根有固氮能力,可改变土壤理化性质,培肥土壤,促进其它植物的生长。     

传统农耕文化在黄土高原上的困境与机遇

农耕农业是在动物农业之后,现代化农业之前的一个农业生产阶段。黄土高原畜牧文化发生在先,农耕文化后起,两者长期并存,互有消长。数千年期间经过十一个阶段,八次嬗替,最后农耕文化随着耕地农业的稳定而定位于黄土高原。此后外部环境变化,耕地农业面临困境。支持农耕文化在黄土高原长期存在的依据相应改变。草地农业相对于农耕农业,具有保持土壤肥力,节约化肥、水热资源及增加收益多方面的内在优势,农耕文化向草地农业文化演替已成历史的必然,也是周祖时期的农业文化的历史回归。而这种文化的回归正是耕地农业系统向草地农业系统变革的必要条件。     

黄土高原农田与草原土壤种子库

为了比较黄土高原农田与草原土壤种子库之间的关系,探讨黄土高原的农业生产结构,本研究采用发芽试验法对黄土高原不同土地利用方式(农田、撂荒地、封育天然草地)下的0-10 cm土层的土壤种子库密度与组成进行了分析。结果表明,农田的土壤种子库的平均密度是1 455粒m-2,共有7个物种;撂荒地的土壤种子库平均密度为1 008粒m-2,共有3个物种;封育草地的土壤种子库密度为5 044粒m-2,共有12个物种。对土地的不合理利用导致的撂荒地的土壤种子库密度、多样性、丰富度均最低,土壤沙化严重。封育草地的土壤种子库密度、多样性和丰富度均最高,土壤种子库在一定程度上对地表植被恢复和更新有着重要作用。因此,在生态环境脆弱的黄土高原地区改变传统的农业结构,增加草地封育年限,增加牧草种植,进而增加地表植被的密度、多样性和丰富度,从而改善生态环境。     

黄土高原农业溯源

农业起源于地带性原始生态系统,一个地区的农业类型表现出对该区域原生生态系统的皈依。黄土高原东南部的古人类遗存出现时间较西北部早,分布也更为丰富,猎食草食动物是整个高原古人类主要的食物来源。以驯化动物及游牧为特征的畜牧业率先出现,以旱作农业为特色的耕作农业随后发端。在初始阶段,畜牧业和耕作业相互包含,甚至互相转化;邦国社会以后,在高原的东北部形成了以农耕农业为主,而在西北部以游牧农业为主的格局,相应的农业文化成对峙态势。黄土高原的农业起源表现出了对草原及森林生态系统的皈依,而草原生态系统又是最主要的影响因素。     

陇东典型草原不同坡向土壤呼吸对模拟降雨的短期响应

降雨是影响草地土壤呼吸的关键环境之一,为研究典型草原土壤呼吸对降雨的短期响应,2012年在陇东黄土高原开展模拟降雨试验。结果表明,降雨对阳坡草地土壤温度的短期影响明显,对阴坡草地温度无影响。15和30 mm降雨后,阳坡草地土壤呼吸速率急剧升高,分别是无降雨样地的9.0倍和10.3倍,且30 mm降雨土壤呼吸速率显著高于15 mm降雨的草地(P0.05);阴坡草地土壤呼吸速率则分别是无降雨样地的6.2倍和9.0倍。降雨处理5 h后草地的土壤呼吸速率与无降雨样地无差异。降雨发生后,草地土壤CO2日排放量为无降雨草地的2～3倍。因此,在估测土壤CO2排放量时应考虑降水对土壤呼吸的激发作用,有必要依据降雨数据对结果进行校正。     

陇中黄土高原不同草田轮作模式土壤碳组分的差异研究

通过田间定位试验,研究黄土高原西部旱农区多年生苜蓿草地(L-L)及苜蓿耕翻轮作处理苜蓿-休闲(L-F)、苜蓿-小麦(L-W)、苜蓿-玉米(L-C)、苜蓿-马铃薯(L-P)、苜蓿-谷子(L-M)对土壤总有机碳(TOC)、易氧化有机碳(ROC)、轻组有机碳(LFOC)及重组有机碳(HFOC)的影响。结果表明,在0200 cm土层,不同轮作模式下土壤总有机碳含量及土壤各有机碳组分均表现为随土层加深呈波动下降趋势,其中TOC、ROC、HFOC含量最高值和最低值分别出现在苜蓿连作表层(05 cm) 和苜蓿轮作(小麦)中层(3050 cm) ,LFOC最高值和最低值分别出现在苜蓿轮作(马铃薯)表层(05 cm)和苜蓿轮作(玉米)底层(170200 cm)。与苜蓿连作模式相比,苜蓿轮作(小麦、玉米、马铃薯、谷子)会降低TOC、ROC、HFOC含量,增加LFOC含量,其中TOC含量分别降低17.44%,9.25%,18.40%和9.34%;ROC含量分别降低28.10%,8.52%,29.75%和23.17%;HFOC含量分别降低18.80%,10.06%,20.53%和12.50%;LFOC分别增加7.41%,5.56%,22.22%和57.41%。可见,苜蓿种植多年耕翻轮作粮食作物后降低了土壤总有机碳水平,且对有机碳各组分的影响存在显著差异。     

黄土高原北部紫花苜蓿草地退化过程与植被演替研究

采用空间序列代替时间序列的方法研究了黄土高原北部陕西省神木县六道沟小流域紫花苜蓿人工草地在1~30年的群落演替特征。结果表明,由于气候干旱、土壤贫瘠等原因,黄土高原北部紫花苜蓿草地生产力普遍偏低,最高鲜草产量为4 000~5 000 kg/hm2,而且生长盛期持续时间较为短暂,最多不超过6年。建议对紫花苜蓿草地采取适当的管理措施,比如中耕除草与施肥,改善苜蓿种群的基质条件、缓解种群竞争压力,可以在一定程度上延长人工草地的使用寿命。种植紫花苜蓿可以显著加快植被的自然演替进程,经过10年时间紫花苜蓿草地即可以演替到该地区的稳定草原群落———长芒草群落。豆科、菊科与禾本科3大科植物在紫花苜蓿草地退化过程中处于举足轻重的地位,属于这三大科植物的种数合计占相应演替阶段出现植物种数的54.5%~78.6%。茵陈蒿、草木樨状黄芪与达乌里胡枝子作为长芒草群落的主要伴生植物,反映了研究区干旱的气候条件与贫瘠的土壤肥力特征。