保护性耕作对农田碳、氮效应的影响研究进展

作物产量的高低主要取决于土壤肥力,如何保持并提高土壤肥力是确保我国粮食安全和农业可持续发展的重要任务,也是众多学者关注的焦点。土壤有机碳和氮素是评价土壤质量的重要指标,其动态平衡直接影响土壤肥力和作物产量。随着全球气候变化及环境污染问题的愈加突出,农田土壤固碳及提高氮效率成为各界科学家研究的热点。目前,保护性耕作已成为发展可持续农业的重要技术之一,对土壤固碳及氮素的利用具有很大的影响。深入了解保护性耕作对土壤有机碳固持与氮素利用效率提高的影响机制,对于正确评价土壤肥力有着重要意义。但由于气候、土壤及种植制度等条件不一致,关于保护性耕作对农田碳、氮效应结论不一。阐述了国际上保护性耕作对农田系统土壤有机碳含量变化及其分解排放(如CO₂和CH₄)、氮素变化及其矿化损失(如NH₃挥发、N₂O排放与氮淋失)和碳氮素相互关系(如C/N层化率)影响的研究进展,并分析了其影响因素和相关机理。尽管国内保护性耕作的研究已进行30 多年,但在土壤有机碳与氮素方面与国外相比依然有较大的差距。保护性耕作对土壤固碳与氮素利用的影响机制,碳素和氮素在土壤-植株-大气系统中的转移变化,及结合农事管理等综合评价其生态效应的研究很少。在此基础上,提出未来我国保护性耕作在土壤有机碳固定和氮素利用方面的重点研究方向:(1)在定位试验基础上进一步探讨保护性耕作对土壤有机碳及氮素利用的影响机制;(2)深入研究土壤有机碳和氮素的相互关系及其对土壤肥力的影响;(3)结合环境保护与土壤可持续管理对保护性耕作农田土壤固碳及氮素高效利用的系统评价研究;(4)加强保护性耕作对农田碳、氮效应的宏观研究,合理评价保护性耕措施下对农田碳、氮综合效应。     

农业生态系统碳氮循环模拟模型研究

一、背景近年来，由全球气候变化引发的全球碳平衡问题越来越引起人们的关注。土壤有机质是全球碳平衡过程中的重要碳库，农业生态系统的土壤碳库是全球碳库中最活跃的一个组成部分，在人类的耕作、施肥、灌溉以及气候变化的影响下，不仅其数量在迅速变化，而且其作为全球CO２的源汇地位也在不断变化，从而对区域以及全球环境带来影响，也对人类赖以生存的粮食生产带来影响。因此，研究农业生态系统的碳氮循环问题已成为热点。农业生态系统中土壤碳和氮的循环动态是一个包括有机质的产生、分解、硝化、反硝化和发酵过程的复杂的生物地球化…     

土壤有机碳库与全球变化研究的若干前沿问题——兼开展中国水稻土有机碳固定研究的建议

缓解碳汇饱和的碳固定及其机制是寻找陆地生态系统碳管理可持续战略的主要科学问题。土壤有机碳是地球表层系统中最大且最具有活动性的生态系统碳库之一。近年来，国际学术界在探讨温带森林、湿地和极地生态系统与土壤碳汇效应的同时，越来越重视农业土壤有机碳库的变化及其对陆地生态系统和大气CO2的源汇效应，以及其在人类利用和管理与生态环境演变中的动态变化。西方国家已将固碳农业作为环境管理的导向。对土壤中有机碳固定作用的研究已应用颗粒分组^13C NMR或CPMAS－NMR技术，揭示土壤有机碳的微团聚体分布、腐殖质的转化和分子结构变化及其与土壤矿物质结合机制的微观水平。土壤有机碳在生态环境变化和全球变化下的稳定性是认识土壤碳库对于全球变化的长期效应的基本问题，成为土壤碳研究的热点。目前主要从土壤升温和空气CO2加倍两方面进行研究，但短期的实验结果用于讨论长期效应时仍存在不定性。中国大面积的水稻1980年以来显示出的有机碳库增加现象说明农业生产对大气CO2可能产生汇效应。但对于水稻土中有机碳的分布和结合状态与农业管理措施、水稻土质量变化、农业生态环境变化的关系仍不清楚。因而建议就这一问题从土壤物理学、化学和生物学的相互作用与土壤微团聚体中矿物质、有机质和生物质的相互结合关系的层面上进行多学科研究。     

中国土地荒漠化对土壤碳的影响研究综述

分析了中国土地荒漠化对土壤碳影响的相关研究文献发现,由于历史和现实的原因,国内荒漠化区土壤碳研究存在理论和实证不足,没有适用的计算方法等问题;对维持我国可持续发展起关键作用的青藏高原及西南喀斯特石漠化区的土壤碳研究尤其欠缺。由此导致无法解释中国荒漠化生态系统碳源、碳汇的大小、分布及其变化这样一个重要的科学问题。急需开展以下方面的基础研究工作,加强荒漠生态系统土壤碳循环方面基础数据的收集整理工作;进一步加强荒漠生态系统碳库收支计算方法的研究;加强我国荒漠化地区土壤碳源、碳汇的实证研究;加强对青藏高原、南方喀斯特石漠化区等对维系我国可持续发展起关键作用的特定区域的土壤碳库收支的基础研究。以便全面、系统地估算和评估中国荒漠化地区碳源、碳汇的大小、分布及其变化,为更好的应对全球气候变化提供决策依据。     

中国农业土地利用管理对土壤固碳减排潜力的影响

 人类活动影响气候变化的一个重要因素是土地利用的变化,尤其是农业土地利用与管理。在中国面对全球气候变化形势的巨大压力的背景下,研究农业土地利用管理与土壤碳汇的关系,探讨农业土地利用管理对土壤固碳减排的影响,对提高我国农业土壤固碳减排潜力具有一定作用。利用国内外文献资料,分析了中国农业土地利用管理对土壤碳汇功能及其土壤固碳减排潜力的影响。结果表明,国内外大量研究显示,农业不仅是温室气体的主要排放源之一,同时也可能是温室气体的吸收汇。改善和调整农业土地利用管理方式,可以进一步增加农业土壤碳汇,如近20年,由于中国农业土壤管理的改善,农地土壤呈现碳增汇趋势。基于中国农业土地利用管理下的土壤碳汇潜力估算,尤其是推行优化管理措施下（如增加秸秆还田、有机肥施用、少免耕技术等）,未来50年中国农业土壤固碳减排潜力约为87—393 TgC·a-1,相当抵消中国工业温室气体排放总量的11%—52%,其中实施农田管理措施（包括有机肥应用、秸秆还田、保护性耕作）对土壤固碳的贡献率约为30%—36%（相当抵消工业温室气体排放3.4%—19%）。研究表明,中国农业土地利用管理（如实施秸秆还田、有机肥施用、少免耕技术等农田管理措施）在固碳减排中的作用及其潜力不可忽视。     

保护性耕作对农田碳效应影响研究进展

 土壤碳循环在全球气候变暖上具有重要的作用,也越来越受到人们的关注。保护性耕作具有减少土壤侵蚀、提高秸秆利用效率和增加土壤有机质等特点,对土壤碳汇效应具有重要的影响。国内外在保护性耕作上对土壤碳循环等方面取得了丰硕的成果。随着保护性耕作碳循环方面研究的深入,人们对保护性耕作的农田碳效应及其机制的认识也越来越深入。本文对国内外保护性耕作对农田碳效应的影响进行了比较客观详尽的阐述,并再此基础上提出了未来本领域的研究重点,以期对中国开展相关的研究提供借鉴。     

宁夏海原县保护性耕作探索

海原县面临着资源短缺、耕地退化和人口膨胀的巨大挑战。发展保护性耕作有利于促进农业可持续发展,减少土壤风蚀与水蚀,降低土壤耕作次数,保护和改善土壤结构,从而提高播种质量,达到增产的目的。     

土壤有机碳损失机制研究进展

土壤碳库是陆地生态系统中最大的碳库,土壤有机碳作为土壤碳库的重要组成部分,由于其储量巨大且性质较为活跃,其产生的任何微小变化都将对全球气候产生影响。近年来,土壤有机碳在全球碳循环、气候变化及农业发展等领域备受关注。因此,明晰土壤有机碳的损失机制对于应对气候变化、生态环境保护及农业可持续发展等具有重要意义。本文主要从自然和人为两大方面对土壤有机碳的损失机制进行探讨,其中自然因素主要由气候变化(温度、降水、CO₂浓度)、土壤侵蚀(水蚀、风蚀)引起的土壤有机碳损失;人为因素主要由土地利用/覆被类型的变化(将富含有机质的森林、草地和湿地土壤转变为农田土壤)以及农田管理措施(耕作、施肥)引起的土壤有机碳损失,最后根据国内外学者的研究结论和思路提出建议与展望,以期为土壤有机碳损失的进一步研究提供理论依据。     

江西土壤质量与低碳农业发展

土壤既是碳汇,又是碳源。因此,根据江西土壤质量现状,运用保护性耕作、灌溉节水技术、合理施肥和生物固碳等措施加强农业土壤固碳减排功能,促进农业低碳发展,保护气候和环境,是实现江西农业可持续发展的科学决策。     

经营干扰对森林土壤有机碳的影响研究概述

陆地碳循环与全球气候变化之间的相互关系是当前环境问题研究的核心内容之一.森林是陆地生态系统中最大的有机碳的贮库,是陆地生态系统中重要的碳汇和碳源,且和人类的活动息息相关.结合国内外农、林业研究成果,就施肥、耕作、栽培方式、森林采伐和森林火灾等因素对森林土壤有机碳的影响进行了评述.初步认为:施用有机肥和矿质肥料,对土壤有机碳储量有很大的提高作用;对耕作土壤应该采取保护性措施,降低耕作强度或采取免耕覆盖、作物残留物管理、降低夏季休闲等措施使农业土壤由碳源转变为碳汇;由于土地开垦引起土壤有机碳的损失,因此对不适宜长期持续性耕作的土地和因植被破坏退化严重的土地,采取改变土地利用方式,植树种草,恢复和保护多年生植被.通过人为管理措施,科学地利用和保护有限的土地资源,减缓土壤中温室气体排放,增加土壤有机碳的截存,提高土壤质量.参41     

保护性耕作对土壤团聚体、微生物及线虫群落的影响研究进展

保护性耕作具有良好的生态效益,有利于农业生态系统的可持续发展。本文对比分析了国内外有关常规耕作和保护性耕作措施对土壤团聚体、土壤有机碳、土壤微生物及土壤线虫影响的研究进展。结果表明：保护性耕作减少土壤大团聚体的破坏,降低团聚体周转速率,提高土壤结构的稳定性;保护性耕作提高表层土壤总有机碳及活性有机碳含量;保护性耕作可以提高耕层微生物生物量,尤其对真菌生物量影响显著;保护性耕作不同程度地提高了团聚体中微生物量和微生物多样性,但并未改变微生物在团聚体中的分布模式;保护性耕作可提高土壤线虫多度,提高原状土壤和土壤各粒级团聚体中线虫群落的成熟度指数和结构指数,但并未改变线虫总数、营养类群、功能团及生态指数在团聚体中的分布模式。针对目前国内外研究现状,展望了保护性耕作今后的研究重点,以期为因地制宜选取保护性耕作措施提供理论支持,推进我国农业可持续发展。     

华北平原一年两熟区保护性耕作技术研究进展

冬小麦-夏玉米一年两熟的种植方式在华北平原区的农业生产中占有极为重要的地位,但传统耕作方式使该区的农业生产不可持续。保护性耕作是一种先进的保水保土的生产技术,对该区的农业可持续发展作用甚大。阐述了保护性耕作的定义、原理及保护性耕作的历史与发展,归纳总结了保护性耕作对播种、出苗、田间杂草、作物生长发育及作物产量等方面的影响研究。以期为华北平原一年两熟区的保护性耕作研究提供一定的参考。     

黑土地生物多样性恢复与农业绿色高效发展对策

生物多样性对农业生态系统粮食安全、生产力和可持续性贡献极大,尤其是在未来全球气候变化加剧的背景下,多物种及其可利用性可为不同条件下农业生产和多种生态过程提供支持。黑土区生态类型多样,是实现我国农业绿色发展的重点区域。然而,由于长期高强度开发利用,黑土区耕地开始退化,湿地、林地等半自然生境面积减少,导致生物多样性下降,严重制约黑土区农业绿色发展。本文在分析黑土区农田生物多样性现状的基础上,对照和借鉴国内外生物多样性保护和农业绿色发展的经验,指出了黑土区农田生物多样性保护存在的主要问题,并进一步提出黑土区集约化农田生物多样性保护对策,以期为黑土地生物多样性复原及农业绿色转型提供理论依据。     

中国保护性耕作研究分析-保护性耕作与作物生产

 保护性耕作（conservation tillage，CT）是实现农业可持续发展的重要手段，本研究通过收集中国公开发表的与保护性耕作相关的研究论文，整理前人研究提供的试验数据，分析保护性耕作措施对作物生产的影响，为保护性耕作条件下的作物稳产丰产研究提供支持。研究发现，保护性耕作对作物的生长发育、病虫害发生、水分利用等都有不同程度的影响，以当地传统耕作模式为对照，实施保护性耕作技术的作物产量平均增加12.51%。但有10.92%数据显示减产，表明保护性耕作减产是客观存在的，文章归纳了影响保护性耕作条件下作物产量的主要原因。中国自“六五”期间开始进行保护性耕作的研究工作，在理论研究和生产实践中取得了一定的成绩。随着对保护性耕作概念的深入理解，中国保护性耕作的研究和应用工作得到了长足发展，作为实践性较强的应用型研究，保护性耕作要充分重视理论研究和应用过程中存在的问题，利用新型研究技术和研究手段，明确保护性耕作影响作物生产的机制，为保护性耕作技术的创新和推广应用提供理论基础。     

生态农业综合开发视角下的喀斯特石漠化地区可持续发展探讨 ——以贵州省兴义市拢岸科技推广项目为例

喀斯特石漠化地区具有特殊的地质地貌条件,岩石裸露,土壤由地表和地下双重空间流失,导致可利用土壤资源少、生态环境恶劣、人地矛盾尖锐、水资源匮乏、土壤贫瘠等一系列问题.将农业综合开发水土保持工作与旅游资源的发展结合起来,在水土保持基础上挖掘农业的旅游优势,结合地方特色,打造自给自足的休闲农业旅游,转变产业生产方式,寻找可持续发展之路,促进区域的可持续发展.     

环境友好型农业生态补偿实践进展

环境友好型农业是兼顾生产和环境保护的农业生产方式,具有典型的正外部性。发达国家通过生态补偿措施来激励农民采取环境友好型农业生产方式,政策措施实用且有效,推动了可持续农业的快速发展。系统综述了国内外开展环境友好型农业生态补偿的实践及其效果,并基于我国在保护性耕作、测土配方施肥、土壤有机质提升、生态农业和生态标记等方面的生态补偿实践,指出了制约我国环境友好型农业生态补偿发挥更积极作用的主要因素是补偿金额、补偿期限和补偿方式。同时,通过借鉴国外发达国家的经验,提出了建立环境友好型农业技术清单等政策建议,对于加快我国环境友好型农业生态补偿进程具有重要的意义。     

黄土高原不同耕作方式对土壤理化性质及作物产量的影响

黄土高原属干旱、半干旱雨养农业区,过去以传统耕作方式为主。作物秸秆不还田以及对耕地直接进行翻耕,导致耕地表土裸露,因而加快了土壤有机质的矿化速率。土壤侵蚀、土壤养分流失、耕地质量下降,为此,以保护环境、提高水肥资源高效利用和实现农业可持续发展为目的保护性耕作在该地区逐渐展开。比较分析深松、免耕、传统翻耕等不同耕作方式对土壤理化性质、作物产量的影响,以期为该区域创建合理有效的耕作方式提供理论指导。     

保护性耕作研究现状、发展趋势及对策

借鉴国外保护性耕作的概念，根据具体情况，提出了我国保护性耕作的概念。在此基础上，将保护性耕作划分为3种类型，并详细阐述了保护性耕作是通过“少动土”、“少裸露”保持“适度湿润”和“适度粗糙”等土壤状态，达到保土、培肥、节水、增产、增效。系统地总结了国际保护性耕作技术发展的历程，提出了未来国际的发展趋势，并结合我国的实际情况，论述了我国保护性耕作存在的区域匹配差、规范性差、配套技术落后等问题，提出要正确认识保护性耕作，加强联合攻关等发展保护性耕作的对策和建议。