山西省农田秸秆露天焚烧碳释放量估算

秸秆焚烧会排放大量的污染物,不仅危害人的身体健康,而且会对局部大气环境和气候系统产生重要影响。为了估算山西省农田秸秆露天燃烧排放的CO和CO2量,依据山西省1984—2010年山西省粮食产量、谷草比等估算出山西省主要粮食作物和经济作物的秸秆产量;同时依据山西省区域秸秆露天焚烧比例得到2000—2010年山西省主要粮食、经济作物的秸秆露天焚烧量,继而结合具体排放因子计算出CO和CO2的排放量及碳释放总量,并在GIS中对2010年山西省不同市县的碳排放量进行了空间展示。结果表明：近10年山西主要农作物秸秆露天焚烧排放的CO和CO2总量平均为每年205.6×103 t和5611.8×103 t,各作物中玉米对农田碳排放的影响最大,且农作物种植的单一性越来越强;农作物秸秆露天焚烧释放的总碳量平均每年164.05×104 t,自2002年开始体现逐步上升趋势,2010年达到历史最高;秸秆露天焚烧的碳排放量分布与地形、气温、降水等自然因素和经济社会条件呈现一致性关系。研究结果可以为控制和减少农业温室气体的排放提供政策建议。     

云南省农田生态系统碳足迹及其特征分析

为指导云南省农田生态系统碳减排措施的合理制定，以《省级温室气体编制指南(试行)》为依据，研究了云南省2008—2020年农田生态系统碳排放当量、碳汇以及碳足迹的演化特征，提出了未来农业发展减排固碳的主要措施。基于2008—2020年云南省农田生产投入、作物种类及产量等相关数据，运用碳足迹分析方法对云南省农田生态系统的碳排放当量与碳吸收量进行系统性分析。结果表明：一方面，农田生态系统少量的CH₄、N₂O等温室气体排放不容忽视，云南省农田生态系统的直接碳排放量、氧化亚氮碳排放当量以及甲烷碳排放当量成为农田温室气体排放最为主要的3个因素。另一方面，2008—2017年云南省温室气体碳排放当量逐年增加，随后呈逐年递减的变化趋势，当量碳排放强度呈波动式变化，其中秸秆焚烧、化肥降解以及柴油燃烧为主要的直接碳排放源，N₂O、CH₄为主要的当量碳排放源；碳吸收强度呈波动式变化，作物中的玉米和甘蔗碳吸收量远大于其他农作物，是主要的固碳源，蔬菜和瓜类具有一定的增汇潜力，农作物有从粮食作物向经济作物转变的趋势；碳足迹呈先...     

安徽省农业源温室气体排放特征研究

安徽作为农业大省,农业源温室气体排放量巨大,笔者旨在对其农业源温室气体排放特征进行研究。研究方法为省级温室气体清单编制方法《省级温室气体清单编制指南（试行）》。结果表明：安徽省2005、2010、2012、2014年的农业源温室气体排放量折合二氧化碳当量(CO₂ e)分别为3916.97万、3246.90万、3182.70万、3313.20万t,CH₄、N₂O各占一半左右;其中又以种植业为主,约占70%左右。种植业的排放量相对稳定,4个年度的上下变化约45.11万t,仅占2012年种植业排放量的1.85%,这是由于安徽省的种植业从种类、规模到产量处于基本稳定状态;养殖业排放量变化则非常大,2005年排放量显著高于其他3个年份,这是由于安徽省农业生产模式由畜力向机械化转变、耕牛存栏量大幅度减少造成。随着奶牛、肉牛存栏量的增加,养殖业的排放量呈增长趋势。综上,安徽省的农业源温室气体排放量可能发生较大的增加,有效措施应该采取起来以抑制畜牧业排放量的增长趋势。     

欠发达地区农地利用碳排放时序特征及影响因素研究

农地碳排放研究对于区域农业可持续发展具有重要意义。笔者利用1996—2013年贵州省化肥、农药、农膜、农用柴油、翻耕、灌溉六大类碳源的相关数据,对贵州省18年间农地利用碳排放进行测算,并采用kaya恒等式对农地利用碳排放的影响因素进行分析。研究表明:(1)贵州省农地利用碳排放总量和碳排放强度均呈现持续上升的态势;(2)贵州省农地利用碳排放增速呈现波动的状态,且波动幅度较大;(3)化肥是最主要的碳排放源,其次为农膜和农用柴油;(4)生产效率因素、产业结构因素对贵州省农地利用碳排放具有抑制作用,经济水平、劳动力规模对农地利用碳排放具有促进作用。最后,本文对贵州省农地利用碳排放提出对策建议。     

山东省种植业碳排放度量分析

农业碳排放是造成温室效应的重要原因之一，如何减少农业碳排放，怎样实现低碳农业发展是亟需解决的问题。种植业是农业的重要组成部分，减少种植业的碳排放更需重视。基于2009—2020年山东省面板数据，测算了山东省种植业碳排放情况，并进一步分析了山东省种植业碳排放时空格局，为完善山东省种植业低碳减排政策提供参考。结果显示：山东省种植业总体碳排量呈现下降态势，山东各地市农业碳排放总量空间差异明显，东南部至西北部呈现“高—低—高”的走势；山东省碳排放强度也呈现逐年下降趋势，但种植业碳排放强度与种植业碳排放量在分布格局上存在差异。因此对上述状况进行影响因素分析并得出结论：农业发展水平、农村人均收入、农业结构对种植业碳排放结构具有显著抑制作用，地区产业结构调整也表现出一定程度的抑制作用，而农业机械化水平、城镇化水平则表现出显著促进作用。     

天津市农田生态系统碳收支年际变化研究

利用2010—2020年天津农田生态系统主要农作物产量、常用耕地面积、有效灌溉面积、化肥施用量、农药、农膜、柴油使用量等统计数据，估算了天津农田生态系统碳吸收、碳排放情况，以期为天津农田固碳减排提供参考和数据支持。结果表明：2010—2020年天津农田生态系统碳吸收总量相对稳定，年均434万t。粮食作物中玉米和小麦的碳吸收量占比最高，且整体上均呈平缓增长趋势。农田碳排放总量逐年降低，由2010年的32.88万t降到2020年的14.25万t，总降幅约57%。各碳排放源中，化肥的碳排放占比最高，且基本上逐年降低。柴油和农膜是仅次于化肥的排放源，碳排放量均逐年降低。天津农田生态系统的碳吸收明显大于碳排放，具有较强的碳汇功能，净碳汇的年度变化不明显，年均408万t。     

1980—2020年黑龙江省土地利用碳排放时空分异研究

土地利用碳排放时空分异格局研究对于指导区域实现碳中和目标具有重要意义。本文以1980—2020年黑龙江省遥感影像和能源消耗数据为基础，采用土地利用碳排放计算和碳排放风险指数测算模型，结合土地利用转移矩阵、ArcGIS空间分析等方法，对黑龙江省土地利用现状、碳排放时空格局以及碳排放风险进行分析。结果表明：黑龙江省主要用地类型为耕地和建设用地且面积逐年增加，建设用地是最主要的碳源，林地、草地和水域面积逐年下降，林地是最主要的碳汇。1980—2020年黑龙江省土地利用碳排放量呈现不同程度的上升，在碳源方面，总碳源量呈现出波动上升的变化趋势；在碳汇方面，总碳汇量逐年降低。2000—2020年各市域碳排放总量呈现不同程度的增加，其中2000—2010年增速较快，2010—2020年增速较缓，2000—2020年各市域碳排放空间差异性逐渐显著，风险等级逐年升高。依据相关分析结果，本文期望为黑龙江省低碳土地利用模式和碳减排政策提供参考，为中国“双碳”目标的实现提供决策支持。     

我国作物生产碳排放特征及助力碳中和的减排固碳途径

作物生产不仅保障了国家粮食安全,也是农业碳排放的主要源,以及碳固定的重要汇。阐明主要农区作物生产碳排放特征,探讨其达峰与中和途径,可以为全国及地方作物生产绿色高质量发展和农业"双碳"目标的战略制定提供重要科学依据。本文基于国家统计数据,比较分析了我国各地区作物生产碳排放特征,探讨了助力碳中和的农田减排固碳途径。2018年我国作物生产碳排放占全国农业碳排放总量45.5%,其中农田甲烷(CH₄)、氧化亚氮(N₂O)以及农用柴油消费的二氧化碳(CO₂)排放分别占农业碳排放总量的22.9%、14.7%和7.9%。从区域排放来看,作物生产碳排放总量和单位播种面积排放量均呈现南高北低特征,其中以华东和华中地区最高,减排潜力大。在作物生产碳排放中,稻田CH₄占50.3%,是减排重点。我国作物生产碳排放总量于2015年出现峰值,之后呈现下降趋势,这与水稻播种面积、农田氮肥用量和农用柴油消费等减少趋势相一致。可见,如果我国农产品进口不受显著影响,作物生产碳排放已经呈现达峰趋势。情景推算发现,仅靠农地土壤固碳很难实现作...     

浅析农田温室气体排放的影响因素

本文论述了三种主要温室气体排放的研究进展以及农田温室气体排放的影响因素。结果表明农田温室气体排放受肥料、耕作方式、土壤水分、温度、质地、有机质、地膜覆盖、机械化操作等多种因素影响。针对农田温室气体减排应主要从减少排放、加强移除、替代(避免)排放等3方面着手,因地制宜,发展新型肥料、合理灌溉、科学地耕作和管理土壤,实现增产增汇减排的可持续发展农业。     

主要农业灾害对辽宁农业生产的影响

为了研究辽宁农业灾害的分布特征及其对农业生产的影响,更好地为农业服务,利用辽宁省1980—2010年粮食总产及1996—2005年农业灾害资料,分析了辽宁各地主要农业灾害（干旱灾害、洪涝灾害、风雹灾害、霜冻灾害和病虫害）的变化特征及其对农业生产的影响。结果表明：随着农业灾害的发生,粮食总产与受灾程度呈周期性波动,受灾程度与对应年份的产量呈显著负相关(R=-0.52, P<0.01)。从时间序列来看,1989、1994、1997、2000、2001年辽宁受灾程度较高,受灾面积均超过2.5×106 hm2,成灾面积超过1.3×106 hm2。2004—2008年灾情有所缓和。从农业灾害的空间分布来看,农业灾害影响严重的地区主要集中在辽西地区。按农业灾害强度大小依次为：辽西地区,辽北地区、辽南地区、辽中地区及辽东地区。各类灾害中以干旱灾害、洪涝灾害和风雹灾害影响较大,是影响农业生产的主要因素,三者所占的比重为78%~98%。     

黑龙江省不同土地利用方式的碳排放效应及时空格局

为了研究黑龙江省不同土地利用方式的碳排放效应,利用土地利用和能源消耗等数据,建立碳排放效应测算模型,对黑龙江省1999—2008年10年间12个主要城市土地利用碳排放情况进行测算。研究结果表明：（1）1999—2008年黑龙江省土地利用碳排放量呈现波动上涨的趋势,年均增长约305.52×10⁴ t;（2）建设用地是最主要碳源,约占总碳源的94%;林地是最主要碳汇,占总碳汇的99%;（3）黑龙江省土地利用碳排放空间差异显著,总体呈现由东南向西北递减的趋势,碳排放量高值区主要集中在哈大齐工业走廊和煤炭、石油等工业资源型城市,低值区主要集中在伊春、黑河等森工资源型城市。研究结果为黑龙江省未来低碳土地利用转变提供了参考。     

烟田生态系统碳收支研究

农业生态系统碳平衡对评估陆地生态系统的源和汇具有重要意义,针对烤烟生长及管理的特殊性,研究烟田生态系统碳收支,为提升烟田管理及农业碳汇估算提供依据。本研究以定位试验为平台,以单施化肥处理为研究对象,于2015—2017年观测了烤烟生长季的碳收支。研究结果表明,烤烟生物量平均为(5832.10±537.32) kg hm?2;烟株碳含量平均为(42.14±0.05)%,累积固碳量为(2459.25±233.78) kg hm?2。烤烟根系碳占烟株碳比例较高,平均为24.94%。烤烟生长季湿沉降碳达到了115.32 kg hm?2,干沉降碳量为6.54 kg hm?2,两者占根系碳的20.01%。烟生长季碳输出总量为2464.98kghm?2,其中CO2排放碳占碳支出的98.99%,径流损失碳占支出的0.76%,淋溶损失碳占支出的0.25%。烟田生态系统对大气而言是弱碳汇,碳汇量116.13kghm?2。虽然烤烟固碳总量相对较低,但其根系对土壤碳贡献却相对较高。     

基于统计资料的桑园碳汇估算模型的构建——以四川省为例

针对当前桑园基础资料相对缺乏而限制了桑园碳汇评估的客观现实,本研究以统计资料较为完整的蚕茧产量数据为基础,在假设四川地区所有桑园都采用片叶育进行养蚕的前提下,提出了基于统计资料的桑园碳汇估算模型（mulberry garden carbon sequestration estimation model,MCSD,以下简称：本研究模型）。本研究以森林生态系统碳储量计量指南的灌木模型（shrub model of the forest ecosystem carbon storage measurement guide,SMFC,以下简称：对照模型）为对照,对比了两者在计量2000—2018年四川省桑园桑树碳汇贡献的差异。结果发现：（1）本研究模型估算出四川桑园桑树年均碳密度为10.13 t/hm²,折算出四川桑园2018年碳储量为142.39万t。（2）桑叶和桑枝作为桑园碳汇的主要来源,其碳汇量分别占桑园总碳汇量的44.44%和26.65%。（3）以2000年为基准,本研究模型估算出2000—2018年间四川桑园的碳储量累积达1636.25万t。（4）到2018年,桑叶和桑枝的累积碳汇贡献分别占比60.94%和36.55%。（5）而对照模型的计算结果比本研究模型低了10.73%,且未考虑桑叶收获年和收获量的问题,不能全面地反映桑园的累积碳汇贡献。桑园碳汇评估是实现中国“碳达峰”和“碳中和”目标不可或缺的一个重要内容,本研究结果对于未来标准化评估中国不同地域不同利用方式下桑园生态系统碳汇效应提供了参考。     

河北省柏乡县土地整理项目的碳排放效应研究

为研究土地整理项目中的碳排放效应,明确土地整理的碳排放及其测算方法,分析土地整理碳减排潜力,以河北省柏乡县固城店镇土地整理项目区为研究区域,基于能源消费及土地利用变化,采用IPCC清单法,分析土地整理施工工程中包含土地平整工程、灌溉和排水工程、田间道路工程以及农田防护工程4个方面的碳排放及区域土地利用变化导致的碳排放。结果表明：柏乡县土地整理项目能源消费导致的碳排放总量为469.77 tC,土地平整工程的碳排放比例最大,高达78.44%,田间道路工程及灌溉和排水工程分别占15.69%,5.86%。从单位投资额碳排放量和单位投资比率的碳排放比例上看,田间道路工程和灌溉与排水工程投资的生态效应优于土地平整工程。柏乡县土地整理导致的土地利用变化使得区域土壤和植被碳储量增加了748.58 tC,其中未利用土地的碳储量变化最大。土地利用结构调整后增加的碳储量是整个施工过程中的碳排放量的1.59倍。柏乡县土地整理后项目区碳储量增加了278.81 tC,表现出碳汇效应。研究结果表明,为了降低土地整理的碳排放量,应当减少土地平整工程量,提倡使用清洁型燃料,并优先考虑碳密度较低的地类作为耕地来源,并在耕种过程中减少化肥和农药施用量,提高耕地产能。     

贵州省露地菜椒生产的能量效益和碳足迹评价——以锦屏县为例

为探明贵州省调减玉米种植后改种辣椒经济作物的生态效益,本研究以锦屏县为例,基于对80个小农户及4家合作社的调查数据,采用生命周期评价法,对该地区辣椒生产的能量流和碳足迹进行定量评价。结果表明：（1）辣椒生产的能量输入为53431.8 MJ,远大于产出的9000 MJ,净能量效益为-44431.8 MJ;其中,化肥和农膜占有能量投入的最大比重,分别是53%和16%;能量利用效率、单位产品能量比和单位能量生产率分别为0.17、4.75 MJ/kg和0.21 kg/MJ;（2）碳足迹结果为碳排放大于碳固定分别是5450.9 kg CO₂eq和2227.3 kg CO₂eq;净碳效率(0.41)小于1,属温室气体排放贡献源;化肥生产运输环节和农作肥料施用环节对农田碳排的贡献最大分别为44.7%和32.07%;有机耗碳比、单位面积碳足迹、单位产品碳足迹和单位经济效益碳足迹分别为0.07、0.55 kg CO₂eq/m²、0.48 kg CO₂eq/kg、2.91元/kg CO₂eq。可见,在该地区,产业结构调整后辣椒种植存在潜在的生态风险。因此,优化农资投入结构,减少化肥施用,增加有机质投入占比,发展清洁能源,加强良种选育是今后锦屏县域辣椒生产提能效、减碳排,实现生产与生态共赢的关键。     

河北省棉花生产碳足迹分析

基于农业碳足迹理论及生命周期评价法,采用问卷调查方式,定量研究河北省棉花生产碳足迹,分析其构成因素,解析河北省棉花生产肥料和灌溉投入与产量的关系。研究结果表明:1)河北省棉花生产单位面积、单位产量、单位生物量、单位产值碳足迹(以CO_2当量计)分别为3272.71 kg·hm~(-2),1.04 kg·kg~(-1),0.40 kg·kg~(-1)和0.34 kg·$-1,低于前人研究结果中华北平原作物生产平均碳足迹和冬小麦碳足迹;2)化肥、灌溉、地膜为河北省棉花生产碳排放主要来源,分别占棉花生产碳足迹的34.53%、25.98%和18.44%;3)在调研的棉田中,25.63%的地块肥料投入过量,21.11%的地块灌溉投入过量,且产量较低,存在着较大的节能减排潜力。逐步扩大棉花种植面积,并发展棉花节肥、节水、免覆膜技术,必将成为未来河北省作物生产应对气候变化,发展低碳农业的重要举措。     

山西省冰雹天气变化的气候特征分析

掌握山西省冰雹天气的气候变化特征,能为本区域灾害性天气的预报预测提供参考依据,有利于科学地指导工农业生产,达到趋利避害的目的。基于1960—2010年山西省71个国家观测站的冰雹资料,通过求线性趋势、滑动t检验、小波分析等气候统计方法,对山西省冰雹天气的时间和空间变化特征进行详细分析。结果表明：山西冰雹总日数分布呈东部多、北部多、西南部少的格局;1960—2010年71站冰雹总日数变化总体呈下降趋势,无明显的周期性和突变性。山西大部分站点年冰雹日数呈下降趋势,夏季6—8月是冰雹的高发期,约占全年冰雹的67%。各月冰雹日数的空间分布特征不尽相同。五台山是冰雹极易发生区,山区冰雹日数月际变化量明显大于盆地。一天中93%以上的冰雹开始在11—20时,结束在11—20时。99.6%的冰雹持续时长不超过1 h;80.6%的小时内冰雹持续不足10 min。     

山西省粮食生产的时空变化和驱动因子分析

为了提升山西省粮食综合生产能力,促进农业可持续发展,基于山西省1978—2011年相关社会经济统计资料,分析了山西省近34年来粮食生产动态变化特征及各县（市）粮食生产空间差异,运用主成分分析法探讨了山西省粮食生产的影响因子。研究表明：（1）1978—2011年,山西省粮食呈明显波浪式增长,粮食总产量分别与粮食单产、人均粮食占有量动态变化基本吻合。（2）山西省各县（市）粮食生产呈现出明显的空间差异性,并得出自然条件较好的平原和盆地地区人均粮食占有量高,传统农业区粮食年均增长率快。（3）影响粮食生产的4个主要成分分别为：社会经济因素、农业科技水平、农业经济效益、自然灾害,并指出粮食单产、农业机械总动力、农用化肥施用量、农村用电量、财政农业支出是影响粮食产量变化的重要因子。