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。     

山西省农业碳排放总量及时空特征研究

随着大气中温室气体浓度的不断上升,气候变暖已成为现阶段最迫切的环境问题。以2005—2010山西省农业统计资料和统计年鉴为基础数据,结合研究区内的问卷调查和实地走访,对山西省农业碳排放总量、时空分布特征、构成比等进行研究。结果表明:(1)山西省2005—2010年农业碳排放总量呈逐年递增趋势,年平均增长率为5.36%;(2)山西省各地市碳排放总量较大的3个市是运城、临汾、晋中市,从单位面积排放强度来看太原、晋中、长治的排放强度位列前三;(3)山西省农业碳排放的分布格局呈带状分布,自然、经济的差异都对其碳排放量产生一定影响;(4)从农业碳排放各部分所占比例来看,农田秸秆露天焚烧的碳排放量占到整个农业碳排放总量的50%以上,其次是化肥施用导致的碳排放。研究结果可以为山西省农业温室气体减排提供数据支持和对策建议。     

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...     

朔城区玉米秸秆综合利用前景初探

朔州市朔城区是山西省玉米主产区,每年玉米种植面积在3.33×104hm2以上,秸秆总量30×104t以上。论述了朔城区玉米秸秆资源的开发利用现状和综合利用途径。     

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...     

农田CO2通量观测的研究进展

多角度认识农田生态系统在CO2源或汇的问题有助于中国制定正确的农业管理措施,通过减少农田生态系统碳的排放或增加碳的储存,可以使中国在国际排放权的争夺中处于主动地位;笔者总结了国内外最新文献中农田CO2交换量的研究现状和通量观测方法;对近年来国内外农田生态系统CO2交换量研究所取得的进展进行了详细阐述,并介绍了测量农田生态系统CO2通量的微气象法和箱法等通量观测的代表性方法,列表说明了涡度相关法、静态透明箱法、静态暗箱法三者存在的优缺点。分析了提高农田生态系统碳交换测定通量的准确性的途径及扩大不同农作物CO2测定量的适用范围;对农田生态系统CO2交换量观测全面深入研究提出了一些建议和展望。     

农作物秸秆综合开发利用技术

我国每年生产7亿多t农作物秸秆,但仅有30%左右被作为造纸工业、建筑业及手工业的原料利用,其余的5亿t秸秆被焚烧或废弃,不仅造成浪费,而且大量焚烧,污染环境,土壤矿化,甚至带来其他社会损失.因此,大力推广农作物秸秆综合开发利用技术,合理利用好这些资源并发挥其潜力,对农业和农村经济可持续发展具有重要的现实意义.……     

秸秆还田对中国农田土壤温室气体排放的影响

为了更好地了解和掌握秸秆还田对中国农田土壤温室气体排放的影响,笔者根据历年国内相关文献,就秸秆还田对中国农田土壤CO2、N2O和CH4等主要温室气体排放的影响进行较全面的综述。研究表明：秸秆还田能增加农田土壤CO2和CH4的排放通量,对N2O排放通量的影响表现为不确定性,分析了秸秆还田对农田土壤温室气体排放的影响因素,探讨了该领域存在的问题及未来的研究方向。秸秆还田对中国农田土壤温室气体排放有一定影响,对各温室气体影响程度和影响机理不同。     

山西省森林植被生物量和碳储量估算研究

为了掌握山西省森林资源生物量和森林生态系统碳储量,分析其动态变化趋势,以山西省1990—2010年的5期森林资源连续清查数据为基础,采用基于生物量与蓄积量之间统计关系的生物量换算因子连续函数法,结合碳储量换算系数法,对山西省1990年以来森林生物量和碳储量进行了测算,分析了20年来的变化趋势和存在的问题。结果表明,1990—2010年,山西省的森林总生物量从7104.85×104t增加到12441.15×104t,森林总生物量年均增加266.82×104t,年均增长率3.76%;平均单位面积森林生物量从31.7400t/hm2增加到47.6307t/hm2,单位面积森林生物量年均增长0.5297t/hm2;山西省森林资源碳储量从3544.61×104t增加到6206.89×104t,森林碳密度从15.8348t/hm2增加到23.7630t/hm2,虽然山西省森林资源碳储量和森林碳密度都在不断增加,森林单位面积生物量和碳储量均远低于全国平均水平,森林平均碳密度远低于全国森林平均碳密度（44.91t/hm2）,更低于世界的平均水平（86.00t/hm2）,山西省整体的林分质量仍然较低、生长较差,急需加强对现有林经营管理,充分发挥土地生产潜力。     

免耕的固碳效应研究进展

免耕是一种保护性耕作,可显著地增强土壤的固碳能力。土壤有机碳的获得或者损失取决于生物或有机质剩余的碳增加量与作物收割、微生物化或者分解过程中的碳丢失量这二者的比率。农田耕地的废除恰好可以使作物残茬分解速率降低、土壤有机碳增加。而与土壤耕地有关的几个因素加速了残茬的分解。秸秆还田的手段通过微生物分解的方式提高了对损失碳的利用。免耕提高了农业可持续性能力和抵消人为因素的温室气体排放。总CO2释放量的50%发生在夏季。研究中CO2平均年释放数据表明NT释放量低于常规耕种系统,表层碳积累量明显高于常规耕种系统。除了提高土壤的固碳能力以外,免耕对土壤质量参数产生好的影响,改善了土壤结构,提高了土壤渗透率,减少了流失和侵蚀,这些提高很大程度上是土壤表层有机质积累的结果。文中指出,中国应加土壤固碳能力的研究,并适度的推广免耕政策。     

福建省花生秸秆存量、品质与固碳评价

为缓解福建省发展畜牧业过程中豆科饲草短缺现状,了解福建省花生秸秆资源情况,为花生秸秆资源的合理利用提供依据,采用随机区组小区试验和品质分析等方法,结合统计年鉴数据,对12个福建省适栽的花生品种秸秆产量、主要品质与固碳量进行评价分析。结果表明,荚果产量为4012.5~5557.5 kg/hm2,平均为5119.5 kg/hm2;籽仁产量2742~3843 kg/hm2,平均为2881.5 kg/hm2;花生秸秆鲜草产量为20425.5~28488 kg/hm2,平均为24475.5 kg/ hm2;花生秸秆含水率为69.95%~73.98%,平均为72.41%;估算出2008-2010年福建省花生秸秆鲜草存量约235.087万t~242.45303万t,年平均为239.199万t;干草量约64.86万t~66.89万t,年平均为65.995万t。秸秆蛋白质含量8.38%~10.7%,平均为9.57%;粗脂肪含量1.2%~2.5%,平均为1.7%;总糖含量0.82%~6.26%,平均为4.72%;蔗糖含量0.4%~3.0%,平均为2.2%;还原糖含量0.4%~3.2%,平均为2.4%;中性洗涤纤维含量43.03%~52.4%,平均为46.48%;酸性洗涤纤维含量33.49%~42.23%,平均为36.67%;酸洗木质素含量7.19%~9.66%,平均为8.15%。综合品质分析,‘福花4号’、‘皖花4号’等品种的秸秆品质较优。福建省花生所固定的CO2约133.455924万t~143.007561万t,年平均为136.0317315万t。花生秸秆是优质的牧草资源,可相当于65万t饲料粮食,花生生产对CO2固定的贡献巨大,可减轻CO2排放对大气温室效应的影响。     

Straw management, crop rotation, and nitrogen source effect on wheat grain yield and nitrogen use efficiency

Nitrogen fertilizer management from different sources and annual crop rotations are important components of wheat (Triticum aestivum L.) production systems, especially where air and soil quality issues have prompted a search for alternatives to wheat straw burning. This study examined the effects of two different wheat straw management options (burning and incorporation by tillage), three crop rotations [wheat-sesbania (Sesbania spp.), wheat–maize (Zea mays L.), and wheat-clean fallow] and three N sources (urea, chicken manure, and urea plus chicken manure) on wheat grain yield and N use efficiency. The experiment was conducted as split–split plot treatment arrangement with three replications for eight wheat cropping seasons in the state of Sonora, Mexico. Results indicated that both wheat grain yield and N use efficiency were higher with burning than incorporation of wheat straw and with fertilization with urea or urea plus chicken manure than chicken manure alone. As shown by the crop rotation-by-straw management interaction, planting sesbania following incorporation of the straw by tillage produced comparable grain yields to straw burning treatment. In contrast, wheat in annual rotation with maize produced the lowest wheat grain yield and N use efficiency irrespective of the wheat straw management and N source applied.     

基于统计数据的陕西省农业面源污染现状分析

为掌握陕西省农业面源污染现状,以期为陕西省农业面源污染提供治理方向和理论基础。立足全省2005—2018年农业统计数据,参考文献资料面源污染核算方法,研究分析肥料、农药、农膜使用量和畜禽粪尿排放量、秸秆产生量以及其投入密度、负荷。结果显示,陕西省化肥使用量和投入密度在2013年均达到峰值,分别为241.73×10⁴ t和841.98 kg/hm²;农药使用量总体呈逐年上升趋势,投入密度近年来有所降低;农膜和地膜使用量、投入密度总体表现为逐年增加,近年来增长平缓;畜禽粪尿排放量和排放负荷总体呈现持续减少的趋势,个别年份略有波动;农作物秸秆和负荷相对稳定增加,近年来变化幅度小。由此可见,陕西省农业面源污染各指标变化趋势与政策调控、技术推动呈现正相关,总体表现为降低的态势。因此,应持续优化技术、科学调整措施,减少面源污染,促进农业可持续发展。     

越南广宁省水稻废弃物生产生物质炭的潜力分析

随着农业的发展,越南秸秆资源总量不断增加。但秸秆资源综合利用程度较低,产业化发展滞后,秸秆焚烧而引发的环境问题日益突出。近年来,高温热裂解生物质炭化与生物质农业应用成为秸秆资源化的新方向。笔者以越南广宁省为研究对象,通过随机走访农村并发放调查问卷,采集农业废弃物利用信息,特别是资源化利用中存在的实际问题,进而采用成本效益分析方法估算农户规模水稻秸秆生产生物质炭的经济效益。结果表明:农户秸秆炭化收益最高可达1275元/(hm2·a),生物质炭的碳交易收益可达117元/(hm2·a)。笔者还分析了农业废弃物制成生物质炭对环境和社会的效益,以期为越南乃至东盟国家秸秆炭化的资源化利用提供科学依据与生物质炭产业发展的参考。     

安徽省淮北市作物秸秆资源状况分析

为了进一步合理高效利用秸秆资源,通过查阅文献和实地调查的方法,在掌握淮北市秸秆资源数量的基础上,估算出2011年淮北市秸秆养分总量。结果表明：2011年淮北市秸秆数量为170.5万t,其中小麦、玉米和大豆三大作物秸秆居多,占秸秆总量的98%以上。所含的总养分为43045.7 t,其中N、P2O5、K2O分别为15511.2 t、4696.8 t、22837.7 t,总价值约1.88亿元。因此,合理利用秸秆的养分资源对于缓解化肥数量的不足,减少农业投入,具有重要的作用。     

Effects of crop residue management on winter durum wheat productivity in a long term experiment in Southern Italy

A long-term experiment comparing different crop residue (CR) managements was established in 1977 in Foggia (Apulia region, southern Italy). The objective of this study was to investigate the long-term effects of different types of crop residue management on main yield response parameters in a continuous cropping system of winter durum wheat. In order to correctly interpret the results, models accounting for spatial error autocorrelation were used and compared with ordinary least square models.Eight crop residue management treatments, based on burning of wheat straw and stubble or their incorporation with or without N fertilization and irrigation, were compared. The experimental design was a complete randomized block with five replicates.Results indicated that the dynamics of yield, grain protein content and hectolitric weight of winter durum wheat did not show any decline as usually expected when a monoculture is carried out for a long time. In addition, the temporal variability of productivity was more affected by meteorological factors, such as air temperature and rainfall, than CR management treatments. Higher wheat grain yields and hectolitric weights quite frequently occurred after burning of wheat straw compared with straw incorporation without nitrogen fertilization and autumn irrigation and this was attributed to temporary mineral N immobilization in the soil. The rate of 50 kg ha⁻¹ of N seemed to counterbalance this negative effect when good condition of soil moisture occurred in the autumn period, so yielding the same productive level of straw burning treatment.     

耕作与秸秆还田方式对稻田N2O排放、水稻氮吸收及产量的影响

保护性耕作是改善农田土壤肥力的重要举措,然而其对作物氮吸收与产量的作用尚不明确。为此,本试验于2016—2017年稻季在湖北省武穴市花桥镇,设置常规翻耕与免耕两种耕作方式以及前茬作物秸秆全量还田与不还田两种秸秆还田方法,研究耕作与秸秆还田方式对稻田土壤N2O排放、根系酶活性、水稻氮吸收与产量的影响。结果表明,耕作方式显著影响土壤N2O排放,但不影响根系硝酸还原酶与谷氨酰胺合成酶活性、水稻氮吸收与产量。与翻耕处理相比,免耕处理2016年和2017年土壤N2O排放量分别显著提高了12.5%~18.2%和21.1%~38.6%。秸秆还田显著影响土壤N2O排放量、根系酶活性、水稻氮吸收与产量。相对于秸秆不还田处理,秸秆还田处理2016年和2017年土壤N2O排放量分别显著提高了38.5%~45.5%和13.1%~29.5%。秸秆还田处理相对于不还田处理根系硝酸还原酶与谷氨酰胺合成酶活性分别显著增加了6.7%~45.9%和9.0%~46.7%,水稻氮吸收量提高了12.5%~26.0%,产量增加了9.4%~12.6%。本文认为,虽然秸秆还田提高了水稻氮吸收与产量,但也促进了土壤N2O的排放,因此在评估保护性耕作稻田温室效应时应加强对温室气体(CH4和N2O)排放和土壤碳固定影响的长期监测,以期为发展低碳稻作提供理论依据和技术支撑。     

作物秸秆直接还田思考与秸秆多途径利用商榷

作物秸秆直接还田是当前农业生产中常见的一种秸秆处理方式和培肥地力措施,具有重要的科学价值和实践意义,随着秸秆产量的不断增加,连年秸秆直接全量还田导致的问题凸显。为了给作物秸秆科学利用途径的选择提供有益参考,笔者梳理与权衡了作物秸秆直接还田的正负效应,思考与讨论了连年秸秆直接全量还田实践下秸秆腐解不完全存在的潜在隐患,总结了作物秸秆的多途径利用方式和技术,并对符合可持续发展战略的作物秸秆利用方向进行了展望。分析认为,长期秸秆直接全量还田致使土壤中积聚大量未腐解的有机物质,成为农田生态系统的负担,最终可能会超出农田的最大承载力,破坏农田生态系统平衡,因此,生产上应在保证土壤地力持续提升的秸秆还田量基础上,因地制宜多领域综合利用作物秸秆。