洞庭湖地区长期施肥条件下双季稻田生态系统净碳汇效应及收益评估

以农业部望城红壤水稻土生态环境重点野外观测试验站的长期定位肥力效应试验稻田为研究对象,利用历年作物产量、凋落物固碳和农田CO_2排放等观测资料及生态系统的物质和管理投入等调查资料,估算了年碳汇平衡和经济收益,以及不同施肥处理的固炭速率、潜力及表土碳密度.结果表明,不同施肥处理下年碳汇量介于0.82～4.70tC·hm~(-2)·a~(-1),增施有机肥(猪粪、稻草)的处理NPK+RS、NK+PM和NP+RS的碳汇量分别是相应的仅施化肥处理NPK、NK和NP的1.1、1.7和1.4倍.不同处理生态系统物质投入的碳成本介于0.03～0.65 t C·hm~(-2)·a~(-1),人工管理的碳成本介于1.42～1.48 t C·hm~(-2)·a~(-1),年经济收益介于1.17×10~3～8.71×10~3CNY·hm~(-2)·a~(-1),有机肥配施的经济效益是单施化肥的1.1～1.6倍.不同施肥处理固碳速率介于25.83～51.98 kg·hm~(-2)·a~(-1),不同施肥处理表土碳密度介于29.21～43.24 t·hm~(-2).增施有机肥能够提高土壤固碳速率和表土碳密度.与单施化肥相比,有机无机配施处理的生态系统生产力较高,也表现出较高的碳汇效应和经济收益,是促进土壤固碳减排的一项重要措施.     

新疆经济林碳汇价值评估

森林碳汇对全球气候变暖有减缓作用是目前研究的热点问题。对于新疆特色林果产业的研究多关注其经济产业价值,缺乏对其碳汇价值的评估。基于采样实测数据结合2014年林果统计年报相关数据,核算了新疆7种主要经济林的固碳功能,同时依照碳税法和市场经济价值法对新疆经济林固碳功能效益进行评估。结果表明,1)新疆经济林生态系统固碳量为14.49×105 t·a~(-1),单位面积年固碳量为1.90t·hm~(-2)·a~(-1),林分总年固碳价值为2.10×109元·a~(-1);2)就区域和生长时期来看,固碳实物量和价值量均为南疆北疆东疆,出产期盛产期产前期衰产期;3)就研究对象而言,实物量和价值量均为杏核桃梨其他乔木苹果枣巴旦木。本研究定量分析经济林固碳能力,为全面了解新疆经济林固碳功能、评估经济林生态系统生产力提供数据参考。     

海带养殖结构变动与海藻养殖碳汇量核算的情景分析

海藻养殖碳汇是渔业碳汇的重要组成部分,分析海藻养殖产量与碳汇量变动关系具有重要意义。从海藻养殖碳汇核算原理出发,分别设计3种海藻养殖情景模式:基准情景、海带积极型情景和海带消极型情景。分析表明,与基准情景相比,海带积极型情景下,海带养殖形成碳汇量较多;相反,海带消极型情景则会减少海藻养殖碳汇。根据海带积极型情景的预测,预计到2020年我国海藻养殖碳汇总量可达到118.9万t,较基准情景增加了碳汇量152.75t,由此认为提高海带养殖比重有助于我国提高海藻养殖碳汇总量。     

保护性耕作农田固碳减排效应分析——以陕西户县、大荔和临渭区为例

为了分析保护性耕作的固碳减排效应,以陕西省关中平原麦玉两熟区为研究对象,选取西安户县、渭南大荔和临渭区3个具有代表性的地区进行调查研究,从土壤有机碳固定、土壤温室气体排放、物资投入造成的温室气体排放和避免秸秆焚烧造成的温室气体减排4个方面对该地区保护性耕作措施的固碳减排效应进行综合分析和估算。结果表明:与传统耕作相比,保护性耕作提高了土壤有机碳密度,每公顷农田每年碳固定量增加3 467.28kg CO_2当量,占总减排量的64.21%,对温室气体减排贡献最大;因减少物资投入和避免秸秆焚烧所产生的减排量分别为68.04kg·hm~(-2)·a~(-1)和1 864.65kg·hm~(-2)·a~(-1) CO_2当量;因秸秆还田产生的N_2O抵消了5.67%的温室气体减排量。保护性耕作措施下每公顷农田每年可减少温室气体排放4 739.76~5 364.30kg CO_2当量,整个保护性耕作项目区每年产生的减排量约为2.0×10~4t CO_2当量。因此,保护性耕作技术在关中平原具有巨大的固碳减排能力,是一项经济且对环境友好的生产技术。     

辽宁省海水养殖贝藻类碳汇能力评估

为了评估海水养殖贝藻类的碳汇能力或潜力,根据辽宁省近年来贝藻类养殖产量(2015、2016、2017年分别为271.28万t、284.46万t、281.50万t),参考贝藻类干组织中碳含量和干组织占总质量比例,从物质量评估和价值量评估两方面对2015—2017年辽宁省贝藻类养殖的碳汇能力进行定量评估。结果表明:2015、2016、2017年辽宁省海水养殖贝藻类通过收获可以从海水中分别移除碳约27.95万t、27.51万t和27.86万t,平均每年移除碳约27.77万t,相当于101.82万t二氧化碳(CO_2),减排这些CO_2所需费用约1.60亿元。研究表明,辽宁省基于贝藻类养殖的碳汇渔业具有巨大生态效益和经济效益。     

基于二类调查数据的县级森林碳储量及碳密度测算——以山东省泗水县为例

依据山东省泗水县2015年森林资源二类调查资料,在充分利用现有数据的基础上,运用本课题前期研究得到的7组碳含量方程,并辅以常用碳汇参数综合测算了泗水县境内的森林碳储量和碳密度。结果表明:泗水县森林总碳储量为3.3139×10~6 t,碳密度为73.93 t·hm~(-2)。泗水县总碳储量主要集中在有林地(71.85%)和疏林地(14.81%)中,二者占据了泗水县总碳储量的86.66%。不同植被类型碳储量依次为:有林地(2.3810×10~6 t)疏林地(4.9081×10~5t)经济林(2.6949×10~5 t)未成林造林地(9.2892×10~4 t)村镇树(4.6149×10~4 t)苗圃(1.6923×10~4 t)灌木林(1.6522×10~4t)。该研究不仅为泗水县的森林碳汇生产提供了基础数据,同时也为下一步的县级碳汇计量研究和评价提供了可供借鉴的技术方法。     

河北省海水养殖贝类与藻类碳汇能力评估

【目的】探讨浅海贝类与藻类养殖在海洋碳循环中的作用,为提高海域碳汇潜力、完成减排目标和实现可持续发展提供参考依据。【方法】通过查阅文献资料和调研获取研究所需的相关数据,采用系统综合法对河北省海水养殖贝类与藻类的碳汇能力进行评估。【结果】2010年河北省海水养殖总产量3.29×105t,其中滤食性贝类占绝大部分,产量为2.91×105t。通过收获海水养殖贝类与藻类可实现碳汇作用约2.75×104t,其中贝类软体组织中9259.35t、贝壳中18152.57t、大型藻类藻体中33.76t,相当于减排CO21.01×105t,折合人民币6038万元。此外,通过生物沉积作用可实现碳汇作用2.74×104~6.91×104t。【结论】通过收获海水养殖贝类与藻类可以实现显著的碳汇作用,结合目前河北省适宜进行养殖的浅海滩涂利用率尚不足10%的现状,今后应着力发展基于贝类与藻类养殖的碳汇渔业。     

西安市果园固碳制氧功能及生态价值评估

以西安市为研究区域,探讨果园生态系统固碳制氧功能,并利用水热平衡关系方程及植物的生理生态特点建立的自然植被的净初级生产力模型评估西安市果园生态系统服务功能及生态经济价值。结果表明,西安市果园生态系统平均每年的总生长量为832. 41万t,固碳370. 42万t,每年每公顷固碳3. 34 t;平均果园释放氧气量9. 01t·a~(-1)·hm~(-2)。平均每年固C的经济价值为23. 95×10~4万元,平均每年每公顷固C的经济价值为2 159. 61元;平均释放氧气的经济价值为39. 96×10~4万元·a~(-1),平均释放氧气的经济价值为3 603. 56元·a~(-1)·hm~(-2)。     

桂西北马尾松人工林生态系统碳贮量与分布

[目的]探究桂西北马尾松人工林的碳汇功能,为合理评估其生态效益提供依据。[方法]以广西南丹县26年生马尾松人工林为研究对象,采用野外调查和实验室分析方法,研究马尾松人工林生态系统碳含量、碳储量及其空间分布格局。[结果]马尾松平均碳含量为489.3 g·kg~(-1),不同器官碳含量依次为:树叶干材干皮树根树枝;林下灌木层、草本层和凋落物层碳含量分别为453.0、425.6和433.8 g·kg~(-1);林地土壤有机碳含量变化范围为6.20～32.15 g·kg~(-1),随土壤层深度增加而降低。马尾松人工林生态系统碳储存量为232.13 t·hm~(-2),其中乔木层、灌木层、草本层、凋落物层和土壤层分别为92.67、1.36、1.12、2.49和134.49 t·hm~(-2),依次占整个生态系统碳贮量的39.92%、0.59%、0.48%、1.07%和57.94%。马尾松人工林乔木层年净生产力为10.83 t·hm~(-2)·a~(-1),年净固碳量为5.41 t·hm~(-2)·a~(-1),年净吸收CO_2量为19.83 t·hm~(-2)·a~(-1)。[结论]桂西北马尾松人工林具有较高的碳汇功能,为该区域碳汇林业的经营提供了依据。     

安徽省森林植被碳储量、碳密度动态及固碳潜力

为了明确安徽省森林植被碳储量动态变化特征,基于安徽省1989-2014年6次森林资源连续清查数据,采用生物量-蓄积量转换函数,结合主要树种含碳率,估算了安徽省森林植被的碳储量、碳密度和固碳潜力。结果表明:安徽省森林植被碳储量由1989年的32.98×10~6t C增加到2014年的85.72×10~6t C,碳汇量为52.75×10~6t C,年均增长率为4.06%,碳密度增加了8.51 t C/hm~2。乔木林是安徽省森林植被碳汇的主要贡献者,竹林次之,二者分别占安徽省森林植被碳汇的83.27%、13.41%,各林型平均碳密度大小顺序为竹林、乔木林、经济林、灌木林和疏林;不同龄组乔木林的碳储量大小顺序为中龄林、幼龄林、近熟林、成熟林和过熟林,且表现出林龄越大,碳密度越大的趋势;天然林植被碳储量略高于人工林;安徽省森林植被固碳潜力为35.67 t C/hm~2,栎类固碳潜力最大。因此,安徽省森林植被碳汇能力明显增强,但碳密度较低,加强科学经营管理至关重要。     

基于第8次森林资源清查数据的安徽森林碳储量特征研究

【目的】研究安徽森林植被碳储量的分布特征,为森林碳汇功能的评价提供依据。【方法】以安徽省第8次(2014年)森林资源清查数据为基础,采用生物量-蓄积量转换模型法和平均生物量法,结合不同树种含碳率,估算安徽森林植被的碳储量和碳密度,并分析了不同森林类型及不同林级、林种和起源的乔木林碳储量分布特征。【结果】安徽不同森林类型的总碳储量为8.51×10~7 t,平均碳密度为20.55 t/hm~2,其中竹林的碳密度最高,为37.33 t/hm~2。乔木林和竹林的碳储量分别为6.42×10~7和1.45×10~7 t,各占总碳储量的75.47%和17.02%;不同龄级乔木林中,中龄林碳储量最大,达2 490.92×10~4 t,约占乔木林总碳储量的40%;过熟林碳储量最小,为256.24×10~4 t,仅占乔木林总碳储量的3.99%,且表现出林龄越大碳密度越高的趋势。用材林和防护林的碳储量分别为3 798.04×10~4和2 205.68×10~4 t,共占乔木林碳储量的93.48%;各林种碳密度大小为特用林防护林用材林经济林薪炭林。天然林的面积(153.86×10~4 hm~2)略低于人工林(154.81×10~4 hm~2),但由于天然林的碳密度高于人工林,使得天然林的碳储量(3 476.50×10~4 t))反而高于人工林(2 946.29×10~4 t)。【结论】安徽省森林植被具有明显的碳汇能力,但其碳密度较低,应对现有森林进行科学抚育和管理,以提高森林的碳汇能力。     

伊犁河谷农田防护林生物量及碳储量研究

研究3种主要农田防护林树种杨树(Populus sp.)、榆树(Ulmus pummila)和沙枣(Elaeagnus angustifolia)不同林龄的生物量、碳储量、碳密度及其分布规律,为今后估算新疆伊犁河谷农田防护林生态系统碳储空间提供基础。根据2014年新疆的森林资源二类调查数据,利用研究区三大树种的样本数据,估算各树种的生物量、碳储量及碳密度变化特征,讨论三大树种的固碳能力。结果表明,3种主要农田防护林树种的面积以幼龄林和中龄林为主,占总面积的82.72%,其中杨树占绝对优势,为总面积的92%;各树种碳储量大小杨树(3 690.72×10~3 t)榆树(382.68×10~3 t)沙枣(261.49×10~3 t);各树种不同龄组的碳密度大小为幼龄林(129.41 t/hm~2)中龄林(388.16 t/hm~2)近熟林(639.36 t/hm~2)成熟林(2 012.04 t/hm~2)。这说明伊犁河谷农田防护林的生长潜力和未来的固碳空间巨大,研究结果可为伊犁河谷农田防护林经营管理和碳汇功能评价提供参考。     

遵义市近60年的农田生态汇及碳足迹变化

为黔北喀斯特山区的低碳农业持续发展提供理论依据,采用农田系统碳汇计算方法,研究遵义市近60年农田碳汇及碳足迹。结果表明:遵义市60a农田系统的年均固碳能力呈波动趋势,年均固碳量为274.61万t;农田碳汇强度为4.55t/hm~2,其中,1959—1961年碳汇强度为3.30t/hm~2,农田碳汇强度增加速度为0.04t/(hm~2·a),1961—2000年农田碳汇强度增速为0.10t/(hm~2·a),2001—2008年农田碳汇强度呈降低趋势。遵义市农田碳足迹总体呈增加趋势,平均为2.40×104hm~2;遵义市60a不同农作物对固碳的贡献水稻最大,为60.89%;玉米其次,为17.07%,小麦第三,为8.29%;研究期间内,水稻的碳汇贡献由最初的78.29%降至50.33%。遵义市农田碳汇随着农业碳投入的变化而变化,在农田管理年投入碳大于20万t后,遵义农田碳汇无显著变化;遵义农田管理碳投入小于20万t时,农田碳汇呈显著增加趋势,增速为10.44万t/万t。     

生物质炭对城市污泥堆肥温室气体排放的影响

采用城市脱水污泥为研究对象,设置两种堆肥处理(试验组:添加水稻生物质炭;对照组:未添加生物质炭),考察污泥堆肥过程温室气体动态变化特征以及添加生物质炭的影响。结果表明:生物质炭能提高堆体温度、延长堆体高温期、加快堆体腐熟,减少堆体TC(总碳)、TOC(总有机碳)和氮素损失(特别是减少NH_4~+-N的损失),两种处理TC、TOC和TN(总氮)均呈显著性差异(P0.05)。CH_4排放主要集中在高温期和降温期,占CH_4总排放量的76.40%~82.40%,添加生物质炭会促进CH_4排放。CO_2排放主要集中在高温期和降温期,占排放总量的78.77%~78.83%,添加生物质炭能减少CO_2排放。超过84%的N_2O排放集中在腐熟期,添加生物质炭能减少堆肥过程中N_2O排放,试验组N_2O累积排放量比对照组低18.94%。添加生物质炭对污泥堆肥处理具有一定的温室气体减排作用,试验组与对照组CO_2排放当量(以干污泥计)分别为60.21 kg·t~(-1)和67.19 kg·t~(-1),添加生物质炭能减排温室气体10.39%。     

淮河流域典型农田生态系统碳通量变化特征

为了准确评价农田生态系统在全球碳平衡巾的作用,利用涡度相关技术对安徽省寿县冬小麦/水稻生态系统进行了碳通量的监测,并在数据校正、剔除和插补的基础上,研究生长季农田净生态系统碳交换(NEE)的变化特征.结果显示,2008年寿县农田生态系统CO_2通量的日变化进程为单峰型,冬小麦和水稻最大的CO_2吸收速率分别为2.45和2.48 mg·m~(-2)·s~(-1).从物候期的角度来看,冬小麦在抽穗期碳通量值最小,乳熟期最大;水稻拔节时期碳通量值最小,即固碳能力最强.冬小麦/水稻生态系统不同月份碳通量月均日变化也呈U型曲线,作物生命活动越旺盛,NEE峰值越高,夜间CO_2排放则在8月份达到最高值.2008年冬小麦和水稻月平均最大日CO_2吸收峰分别出现在4月和8月,分别为1.30和1.07 mg·m~(-2)·s~(-1).冬小麦生态系统NEE的日最大累积吸收量出现在4月16日,可达11.76 gC·m~(-2)·d~(-1),水稻生态系统的出现在8月3日,为10.40 sC·m~(-2)·d~(-1).冬小麦从拔节到成熟时间段内的固碳能力为326.87 gC·m~(-2),水稻从返青到成熟时间段内的固碳能力也达到了300.05 gC·m~(-2).     

凋落茶叶对华中地区酸化茶园土壤N2O与CO2排放的影响

采用室内培养试验方法,研究了凋落茶叶添加(0、5、10 g·kg-1和20 g·kg~(-1))对酸化茶园土壤N_2O和CO_2排放特征的影响。结果表明:4种添加水平下,N_2O和CO_2排放通量分别为0.24~3.92μg·kg~(-1)·h~(-1)和0.33~1.84 mg·kg~(-1)·h~(-1);凋落茶叶的添加显著促进了酸化茶园土壤N_2O和CO_2排放(P0.05),且两种气体的排放通量随着凋落茶叶添加量的增加而增加;凋落茶叶显著提高了酸化土壤pH值(P0.05),且添加量越多,pH值变幅越大,其一定程度上改善了茶园土壤酸化现象。茶园土壤铵态氮与N_2O排放通量呈极显著相关,而硝态氮与N_2O排放通量未呈显著相关性。土壤可溶性有机碳含量与N_2O和CO_2排放通量均呈极显著相关关系。茶园土壤N_2O排放通量和CO_2排放通量呈极显著正相关。研究结果有助于阐明凋落茶叶对茶园土壤温室气体排放的作用规律,且对了解茶园生态系统碳氮循环有一定的理论意义。     

滴灌对干旱区春小麦田土壤CO2、N2O排放及综合增温潜势的影响

对比新疆干旱区滴灌和传统灌溉对春小麦田土壤CO_2和N_2O排放通量及综合增温潜势的影响差异,旨在为该区有利于农田温室气体减排的农业管理措施的制定提供科学依据。在春小麦田中,设置滴灌和漫灌两种灌溉方式(其中滴灌包含滴灌管间和滴灌管上2个不同的空间处理),利用静态暗箱-气相色谱法对两种灌溉方式下不同处理的土壤CO_2及N_2O排放通量及影响因素进行了测定和分析。结果表明:在春小麦生长季,滴灌方式下土壤CO_2排放通量均值比漫灌减少了35.76%。滴灌管间和滴灌管上两个处理的土壤CO_2排放通量无显著差异,均值分别为906.28、838.25 mg·m~(-2)·h~(-1),但均与漫灌处理有显著性差异(P0.05)。滴灌方式下土壤N2O排放通量达74.81μg·m~(-2)·h~(-1),比漫灌增加25.87%。滴灌管间和滴灌管上处理土壤N_2O平均排放通量均高于漫灌,分别为85.76、63.62μg·m~(-2)·h~(-1),3个处理间均无显著性差异(P0.05)。滴灌和漫灌方式下土壤CO_2累积排放量分别为2 188.68、3180.91 g·m~(-2),土壤N2O累积排放量分别为188.62、160.60 mg·m~(-2),滴灌方式下春小麦田土壤CO_2和N_2O的综合增温潜势比漫灌减少983.55 g CO~(-2)·m~2。相关性分析表明,滴灌管间处理土壤CO_2排放通量与大气温度及5、10 cm地温的相关性均达显著水平(P0.05),与10~20 cm层土壤微生物量碳呈极显著相关(P0.01);漫灌方式下,0~10 cm和10~20 cm层土壤水分显著影响土壤N_2O排放通量(P0.05);滴灌方式下滴灌管上处理的0~10 cm层土壤水分与土壤N_2O排放通量显著相关(P0.05),滴灌管间处理的10~20cm层土壤NH_4~+-N含量是影响N2O排放通量的显著因素(P0.05)。     

兴安落叶松林植被层碳密度分配及固碳潜力

加强对兴安落叶松林碳储量和固碳潜力的研究,是制定大兴安岭地区增汇能力的重要依据。在根河地区,选择不同年龄的兴安落叶松林,运用空间代替时间的方法,分析碳密度空间分布特征,计算不同龄组固碳潜力。结果如下:兴安落叶松林植被层碳密度随着林龄增加而增加,幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林分别为53.17 t·hm~(-2)、104.61 t·hm~(-2)、129.30 t·hm~(-2)、140.15 t·hm~(-2)。各层碳密度大小顺序基本为:乔木层枯落物层木质物残体灌木层草本层藓被层,分别占植被层碳密度的79.71%～85.78%,8.81%～15.28%、1.11%～5.62%、0.69%～3.54%、0.19%～1.39%和0～0.15%。其中,活地被物占植被碳密度的81.66%～90.71%。从幼龄到近熟林阶段,兴安落叶松林固碳潜力分别为86.98 t·hm~(-2)、35.54 t·hm~(-2)和10.55 t·hm~(-2)。大兴安岭兴安落叶松林幼中龄林比重大,若对现有森林进行科学管理,可以发挥巨大的碳汇潜力。     

三沙湾盐田港海水养殖海域海-气界面CO2交换通量的时空变化

根据2012年11月和2013年2、5、8月对福建三沙湾盐田港养殖海域进行4个季节调查获得的pH、总碱度(TA)、表层水温、盐度、溶氧和溶解无机碳(DIC)以及叶绿素a等基础数据,估算该区域表层海水溶解无机碳体系各分量的浓度、pCO_2和海-气界面CO_2交换通量,并对影响因素进行分析。结果表明,盐田港表层海水4个季节的DIC、HCO_3~-、CO_3~(2-)和CO_2浓度分别为955~1 957.08、905.08~1 848.13、10.14~124.78和11.48~39.78μmol/L,不同季节之间差异极显著(P0.01)。盐田港表层海水中的pCO_2在一年中的变化范围为391.27~1 200.49μatm,海-气界面CO_2交换通量全年的范围为0.25~6.93μmol/(m~2·d),表现为大气CO_2的弱源。盐田港海-气界面CO_2交换通量不同季节的差异极显著(P0.01),在不同站位之间的差异显著(P0.05)。秋、春季的碳通量最高,夏季碳通量最低,冬季显著低于秋季,但与春季差异不显著。分析表明,水文要素和生物要素等是影响盐田港表层海水中p CO_2和海-气界面CO_2交换通量的重要生态因子,其中,大型海藻的栽培活动有利于该养殖海域对大气CO_2的吸收。     

应用二类调查数据对塔林林场森林碳储量的估算

以大兴安岭地区塔林林场2008年森林资源二类调查数据为基础,采用基于实测数据的材积源生物量转换模型和碳含率对该地区森林碳储量及其分布特征进行研究。结果表明:塔林林场森林碳储量为4.29×10~6t,折合CO_2约为15.89×106t,平均碳密度为37.06 t·hm~(-2),区域内碳密度呈明显破碎化趋势;各林型中,天然樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)林的碳密度最高(48.62 t·hm~(-2)),其次为阔叶混交林(44.80 t·hm~(-2)),天然白桦(Betula platyphylla)林碳密度最低(27.81 t·hm~(-2));各林型不同器官碳密度按大小依次为树干(24.02 t·hm~(-2))、树根(8.23 t·hm~(-2))、树枝(3.44 t·hm~(-2))、树叶(1.58 t·hm~(-2));各龄组碳密度随林分年龄呈显著增加趋势,其中幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林分别为27.36、39.54、43.68、47.23、53.50 t·hm~(-2);乔木林平均碳密度整体随着海拔、坡度增加和坡位上升而增加,但在极端条件(海拔≥800 m或急坡)下会略有降低。