中国农田生态系统碳收支动态——以2010—2020年为例

根据2010—2020年我国农田生态系统主要农作物产量、播种面积、灌溉面积、化肥施用量、农药、农膜、柴油使用量等统计数据,估算我国农田生态系统碳收支情况,以期为实现我国农田固碳减排和农业可持续发展提供参考和数据支持。结果表明：2010—2020年我国农田生态系统碳吸收量呈逐年上升的趋势,涨幅约18%;玉米对碳吸收贡献最高,约为总量的30%～36%;2010—2020年中国农田生态系统碳排放量先上升后下降,总降幅约8%;各碳源对碳排放量的贡献为化肥>农膜≈柴油>农药>灌溉;2020年不同省市自治区的碳吸收及碳排放差异明显;2010—2020年中国农田生态系统的碳吸收明显大于碳排放,表现出较强的碳汇功能,且净碳汇逐年增加;2020年各省市自治区农田生态系统均表现为碳汇,净碳汇差异明显。     

武安市农田生态系统碳源与碳汇研究

对武安市农田生态系统碳吸收量和排放量进行估算,并对其主要影响因素进行分析,以寻求减少农田生态系统碳排放的有效途径,进而促进农业的可持续发展。结果表明,武安市农田生态系统碳排放量整体呈相对稳定状态,其中化肥生产使用是主要的碳排放源;农田生态系统碳吸收量总体呈先降低后升高趋势,年际间波动明显,主要原因是农业投入的变化与种植结构的调整。相关性分析表明,碳吸收量与农作物产量、主要农作物类型、有效灌溉面积、农业机械的使用均存在正相关关系;碳排放量与化肥的生产使用、农业机械使用、有效灌溉面积以及农作物播种面积均呈正相关关系。基于以上分析,提出了调整农作物种植结构,改善化肥条件,调整耕作模式和灌溉制度以及秸秆等废弃物处置方式的建议,以达到促进温室气体减排和低碳农业发展的目的。     

上海崇明生态农业园区花菜田的碳平衡

以上海崇明岛生态农业园区花菜Brassica oleracea var.botrytis田为研究对象,主要运用生物量法对花菜田植被碳储量、土壤呼吸及人工管理碳源进行测定,估算花菜田碳平衡情况,旨在通过对花菜田碳平衡的估算,探讨农田碳增汇减排措施。研究表明:①花菜在1个生育期内含碳率最小值为25.73%,最大值为41.61%,平均值为34.12%。②植被在成熟收割时植被碳储量为5.18 t·hm-2,土壤碳储量84.74 t·hm-2。③花菜田土壤呼吸速率在生长初期最高,然后逐渐减弱,土壤异养呼吸通量为2.38 t·hm-2。④生育期内人工碳源总排放量为1.81 t·hm-2。⑤花菜1个生育期净固碳量为0.99 t·hm-2,相当于固定二氧化碳4.01 t·hm-2。崇明岛花菜田碳平衡测定结果为微弱碳汇,针对地区土壤盐碱化现状,当前最主要增汇减排措施是合理配施有机肥,改善土壤,增加产量从而增加碳汇,其次还可以农林间种,调整人员管理结构,减少碳源。     

农业休闲园区碳估算与低碳发展途径——以顺义国际鲜花港为例

【目的】探究农业休闲园区碳循环问题,为其他类似园区提供碳循环评估方法框架以及低碳管理示范。【方法】以文献分析结合农业休闲园区能源消耗类型归纳切实可行的碳源及碳汇评估框架。【结果】顺义国际鲜花港年碳排放约488 t,碳汇232 t,净碳排放为256 t。【结论】碳源与碳汇评估框架能够满足农业休闲园区的碳估算需求。顺义国际鲜花港年碳汇约为碳排放量的一半,为提高降碳固碳效率,园区应提高自身固碳能力,控制内部各环节碳排放,从规划、能源、交通以及管理等角度固碳降碳。     

基于碳平衡的中国海洋渔业产业发展对策探析

低碳是海洋生态文明建设的重要特征之一,海洋渔业碳平衡是转变传统海洋经济发展方式,促进海洋生态健康发展的有效途径。限定和分析了海洋捕捞渔业碳排放与海水贝藻养殖碳汇内容及核算方法,并综合两部分内容整体探讨中国海洋渔业碳平衡状态,利用2010年和2014年数据进行了区域特征分析,结果显示,现阶段我国相关沿海省份海洋渔业处于碳赤字状态,浙江省的碳赤字规模最大;2007-2014年海洋渔业碳平衡状态长期趋势拟合结果显示,我国海洋渔业碳赤字特征正在以平均每年1.58万t的规模缩小。最后,从渔船装备升级与节能技术产品应用、调整海洋捕捞渔业生产结构和提高海水贝藻养殖碳汇角度提出对策建议,以期尽快实现海洋渔业碳平衡。     

高标准基本农田整理项目水资源平衡分析——以察汗乌苏河流域为例

以青海省都兰县察汗乌苏河流域高标准基本农田整理项目为例,结合研究区域水文调查、社会经济资料对研究区供水量与需水量进行综合分析及预测,探究水资源供水量能否完全满足耕种要求。按照当地种植习惯,根据该区域综合灌水定额以及作物生长特点和灌溉制度,结合节水灌溉措施,讨论了水资源平衡分析的要点和方法,计算得出该区域可供水量和项目实施后的农业灌溉需水量,为项目规划设计提供参考。     

潍坊市农业“双碳”目标实现路径研究

潍坊市是农业大市,摸清全市农业碳排放情况,挖掘农业碳汇潜力,对潍坊市推进农业“双碳”目标实现具有重要意义。本文通过对潍坊市农业生产资料、畜禽养殖、土壤呼吸等农业领域碳排放量及农业碳吸收量进行计算,分析探究影响潍坊市农业碳排放和碳吸收的主要因素,进而提出了推广减少碳排放技术及措施、推广增加农业碳汇技术及措施、建立农业减排增汇保障机制等三方面推进措施,确保潍坊市农业“双碳”目标如期实现,以期对全市农业低碳发展发挥理论先行和引导作用。     

基于EOD模式的田园综合体碳平衡初步研究

中国正在不断推进农村绿色经济转型与乡村振兴战略，田园综合体等各种以生态环境为导向的农业开发模式是乡村振兴建设的新途径，驱动农业固碳减排的同时，也带动着传统农业不断向现代农业发展的转变。以EOD（Ecology-Oriented-Development，生态环境导向的开发）模式的上海市金山区枫泾镇郊野村庄田园综合体为研究对象，在现场调研与数据统计的基础上，分析了园区内的碳输入和碳输出以及碳在园内各区域间的流动和储积；同时，根据碳源和碳汇清单和估算结果，分析了田园综合体各区的碳平衡特点。结果显示，上海市金山区郊野村庄田园综合体2021年碳平衡表现为净碳汇区，净碳汇量为152.09 tC，其中排放量为588.79 tC，碳固定量为740.88 tC。田园综合体内，作物种植区通过低碳有机种植模式成为净碳汇量最大的区域，净碳汇量185.76 tC；水产养殖区通过高效的水草多级循环利用模式净碳汇量达62.20 tC；高空间利用率的立体农业区因农肥的碳排放量大表现为碳源区，净碳汇量为-10.81 tC；生产生活区是最大的碳源区，净碳汇量达-85.05 tC，人类文旅活动是其中最大的碳排放源。分析结合该田园综合体的碳流动，提出了发展高物质循环利用率、高空间利用率、低碳有机种植模式和农业科学管理四个农业降碳增汇的方向。     

上海农田生态系统碳源汇时空格局及其影响因素分析

以1990—2009年上海市农作物产量、农田面积、农业投入等相关统计数据为依据,对上海农田生态系统主要碳源汇进行了测算,分析了上海农田生态系统碳源汇的时空变化特征,并探讨了农田生态系统碳源汇的影响因素。结果表明,1999—2009年上海农田生态系统碳吸收总量总体处于逐步下降趋势,且经济作物和果蔬作物碳吸收比例分别下降和上升明显;碳排放总量则呈逐步下降并趋于稳定的趋势,农用化学品投入是其主要排放源;单位面积碳吸收和排放量则一直处于波动状态。2009年上海各区县农田生态系统碳吸收量、碳排放量和单位耕地面积碳吸收量均为远郊大于近郊,而单位耕地面积碳排放量则为近郊大于远郊。碳源汇影响因素相关性分析表明,碳吸收与粮食作物和经济作物产量显著正相关,而与果蔬作物产量显著负相关;碳排放与农用化学品投入和燃料动力使用以及耕作灌溉管理均显著正相关。     

广东省农田生态系统碳源汇时空差异

以1992要2011 年广东省21 个地区农作物产量、农作物播种面积、种植面积、农业投入等相关数据为依 据,对全省农田生态系统碳源汇进行了估算分析,并研究了农田生态系统碳源汇的影响因素。结果表明院20 年来广东 省农田生态系统碳吸收总量总体呈现逐步下降趋势,其中粮食作物和经济作物的碳吸收量波动下降,果蔬作物碳吸 收量显著增加;农田生态系统碳排放量呈现逐渐增加的趋势,其中化肥、农药等农用化学品投入带来的碳排放所占 比例最大。广东省农田生态系统碳排放量远远小于碳吸收量,农田作物具有较强的碳吸收功能,表现为明显的碳汇。 从分布格局来讲,不同区域之间的碳排放量和碳吸收量差异很大。     

塔里木河中游柽柳灌丛碳储量及其价值评估

基于全株收获法和价值量评估方法,测定新疆塔里木河中游的盐生地、沙地、岩性土地等3种立地条件下柽柳灌丛碳储量及固碳价值,结果表明:(1)沙地柽柳灌丛的碳储量远大于盐生地和岩性土地,3者的碳储量之比为C沙地∶C盐生地∶C岩性土地=9.92∶4.62∶1。(2)沙地、盐生地柽柳灌丛的地上部分碳储量分别是其地下部分碳储量的1.21倍和3.53倍。(3)沙地柽柳灌丛不同器官的固碳量排序为:根枝干,盐生地和岩性土地各器官固碳量排序为:干枝根。(4)塔河流域中游柽柳林固碳价值为39 192.63元/hm2,其中柽柳灌丛固碳价值占80.79%,土壤占19.21%。     

长江经济带农业碳补偿修正测算及分析

为研究农业技术水平和自然禀赋对农业碳排放和碳汇的影响,通过修正后的农业碳补偿测算方法,计算得到2007—2016年长江经济带各省（市）的农业碳补偿额并进行对比分析。结果表明：江西和湖南的农业碳排放冗余量均为零值,农业技术水平较高,浙江和云南的农业碳排放冗余量较高,均值分别达到237.18万t和175.13万t,农业技术水平落后;浙江、江西、四川和云南的年均调整系数小于1,农业自然资源禀赋高于长江经济带的整体水平;修正后浙江和云南的碳补偿额由正数变为负数,表明这两个省从碳受偿地区变为碳支付地区,上海、江苏、安徽、湖北、湖南、重庆、贵州农业碳补偿额比修正前有所增加,江西和四川农业碳补偿额则比修正前减少。长江经济带各省域应加强农业自然禀赋的建设,提高生态背景值,增强其农业生态系统的碳汇功能,加快实现长江经济带生态补偿公平价值,并提升生态资源利用的地区公平性。     

中国海水贝类养殖碳汇核算体系初探

贝类是我国海水养殖量最大的品种,目前年产量已超过1 000万t,同时海水贝类养殖还具有碳汇功能。为了科学核算其碳汇量,在介绍海水贝类养殖碳汇核算及渔业碳汇定义的基础上,初步构建了海水贝类养殖碳汇核算体系。该体系包括直接碳汇和间接碳汇,其中直接碳汇核算相对简单,只需要获取转换系数、质量比重及碳含量3个参数,而间接碳汇以食物链机制为基础,主要由三个部分组成,具体核算过程较为复杂,应该作为下一步海水贝类养殖碳汇核算体系研究的重点。     

基于直接碳汇核算的长三角地区海水贝类养殖发展分析

海水贝类养殖是形成渔业碳汇的重要途径之一。以海水贝类养殖直接碳汇核算原理为基础,通过对2010年全国海水贝类养殖直接碳汇进行核算,得出以下结论:(1)2010年我国海水贝类养殖直接碳汇总量约97×104t,其中,按省区排序,山东省位居第一,而按品种排序,牡蛎则是主要来源;(2)长三角地区海水贝类养殖直接碳汇量不具有优势,仅占总量的11.58%。为了提高长三角地区碳汇渔业发展地位,以相应海区养殖容量为基础,提出两点建议:一是借助地区内外两种资源,提高长三角地区海水贝类养殖产量;二是在现有养殖产量基础上,通过优化海水贝类养殖结构,提高贻贝养殖比重以实现增汇,据估算,养殖结构调整可使江苏、浙江两省碳汇量分别提高到18 703.87 t和9 048.56 t。     

亚热带稻田土壤持续固碳机制研究进展

为准确评估亚热带稻田土壤的固碳特性及其有机碳的储量动态变化情况,进一步提升稻田土壤肥力,从亚热带稻田土壤碳库储量的时空分布与演变规律、稻田土壤有机碳的输入、微生物固碳的功能、有机碳矿化特性及其作用机制等方面进行了探讨。我国亚热带区稻田土壤有机碳储量与固碳效应明显高于旱地,其突出的碳固持能力主要是由于水稻光合碳的输入、土壤自养微生物固碳及淹水限制了微生物活性、抑制植物残体微生物分解过程,促进以植物残体直接积累。稻田土壤有机碳的矿化速率受碳氮磷计量、水肥管理措施以及温度等因素调控,从而影响着稻田土壤的固碳减排效率与潜力。本文提出“碳中和”背景下稻田土壤固碳减排的研究展望：基于亚热带稻田土壤对我国农田土壤碳固碳减排方面的重要性,提出了系统研究稻田生态系统中土壤有机碳累积和转化的作用机制,构建高精度的区域土壤有机碳库模拟模型及储量估算方法,以助力提升农田土壤肥力,加快我国农业双碳目标和农业绿色发展。     

不同土地利用方式对农田表土有机碳库的影响——以太湖地区吴江市为例

采用耕地质量监测资料,分析了2003年江苏省吴江市6种土地利用方式下的土壤有机碳含量的变化,并与该市1982年第二次土壤普查土壤肥力调查的结果进行了比较.结果表明,2003年吴江市土壤耕层平均有机碳密度比1982年提高(0.14±0.05)t·hm-2·cm-1;在稻田、桑园、菜地、林地、果园、旱地6种主要土地利用方式中,稻田土壤有机碳密度显著高于其他利用方式,并比1982年稻田耕层有机碳密度增加(0.21±0.06)t·hm-2·cm-1.近20多年来,吴江市水稻土的碳固定增加了1.8×103 t,但由于该市的耕地面积减少而造成的总土壤表层有机碳库的减少量为14.32×105 t.因此,稻田作为一种特殊的土地利用方式在陆地碳固定上有着特殊意义.     

基于RUSLE、InVEST和USPED的土壤侵蚀量估算对比研究 ——以陕北延河流域为例

黄土高原是我国水土流失的重灾区,准确地估算土壤侵蚀量对于当地的退耕还林、水土保持以及土地管理等措施的实行具有重要的指导意义。本研究选取黄土高原延河流域为研究区,以2000年、2005年、2010年和2015年共4期的Landsat TM遥感影像及日降雨量、土地利用、数字高程模型和土壤属性等为源数据,比较RUSLE、InVEST和USPED三个模型对土壤侵蚀的估算在该研究区的适用性,并分析不同地形和植被条件下土壤侵蚀的分布及变化规律。研究发现：1）2000年后延河流域土壤侵蚀量先增加后减少,2005年后减少幅度逐渐增加,表明退耕还林工程效果显著;2）与实测产沙量数据相比,RUSLE模型估算的侵蚀量偏大,USPED模型和InVEST模型的误差相对较低,建议在延河流域使用InVEST和USPED模型计算土壤侵蚀;3）土壤侵蚀量随坡度的增加而增加,RUSLE模型增加幅度最大;4）当NDVI > 0时,土壤侵蚀量随NDVI的增加而减少,并且当NDVI在0 ~ 0.1时,土壤侵蚀量最大。     

基于STIRPAT模型的长江经济带农业碳排放时空特征及影响因素分析

根据2000-2017年数据，运用STIRPAT模型对长江经济带农业碳排放影响因素进行分析，结果表明：长江经济带农业碳排放总量与农业碳排放强度总体上均呈增长趋势，年均增长率分别为1.49%和1.87%，且各地区农业碳排放总量与碳排放强度差异明显。农业产业结构、农业就业人员、农村居民可支配收入、农业技术水平、城镇化率对区域农业碳排放影响显著。分区域看，东部农村居民可支配收入及城镇化水平推动农业碳减排，中部农业技术水平和人均耕地面积能抑制农业碳排放增长，西部农业就业人员、农村居民可支配收入、城镇化水平造成农业碳排放量增长快。