华北平原农田生态系统钾平衡研究

华北平原大部分田土壤发育在黄河冲积物母质上，矿物钾含量较高，在当前中低产农田中，尤其在有一定秸秆还田的条件一，施用化肥钾增产效果不显著，过多施钾会出现“奢侈性消耗”。在高产条件下，适当施钾对增产仍有一定作用，农田生态系统钾平衡研究对作物生产有重要意义。本文通过３年试验探讨了华北平原农田钾平衡和供钾能力。     

北方旱区免耕对农田生态系统固碳与碳平衡的影响

农田系统对大气CO2库呈碳汇还是碳源效应取决于土壤有机碳的固定和温室气体释放之间的平衡,而耕作措施会改变土壤有机碳含量和储量,影响农田系统的碳循环与碳平衡。该研究以北方旱区山西临汾20 a长期保护性耕作定位试验为基础,田间原位测定土壤呼吸和土壤有机碳含量,确定各类农业投入碳排放参数,利用碳足迹方法综合分析不同耕作措施(传统耕作CT和免耕NT)下农田生态系统碳平衡。结果表明:在化肥、机械等农业投入产生的间接碳排放量方面,化肥投入碳排放量约占系统农业总投入碳排放量的73.5%~77.4%,是农业投入中主要的碳源。由于免耕减少了翻耕、旋耕和秸秆移除3道程序,NT比CT少排放约5.1%,NT产量显著提高28.9%,且碳生产力大于CT。0~60 cm土壤有机碳储量NT(50.86 Mg/hm2)比CT(46.00 Mg/hm2)高10.5%。与CT相比,在小麦休闲期和生育期NT土壤呼吸CO2释放总量高于CT。但根据农田系统碳平衡公式分析得出,NT更有利于农田生态系统固碳,呈碳汇效应,而CT表现为碳源。因此,长期免耕耕作能够提高农田土壤固碳量,减少大气温室气体排放,对于改善北方旱区土壤碳库和减排效果是一个良好的选择。     

不同地形条件下青藏高原农田土壤有机碳的分布特征

西北高寒地区农田土壤有机碳（SOC）储量的变化研究,可为东部农田SOC对气候和管理措施的响应提供预警信息。针对西部高原县域尺度上典型的地貌类型和土壤类型,对其耕层和剖面SOC进行了分析。结果表明, 青海省乐都县农田耕层（020 cm）SOC的变化范围为4.38 g/kg~20.81 g/kg,均值为11.29 g/kg,且不同土壤类型上表现出黑钙土（16.15 g/kg）＞栗钙土（10.53 g/kg）＞灰钙土（9.50 g/kg）的趋势。地形对耕层（020 cm）SOC含量没有显著影响,但深层（20100 cm）SOC因地形存在显著差异,在峁坡上,黑钙土、 栗钙土和灰钙土的深层（20100 cm）SOC分别比同种土壤类型的谷底深层土壤提高了111.5%、 62.5%和66.3%。农田SOC的垂直分布也因地形存在差异,同一种土壤类型在谷底其耕层（020 cm）SOC含量均比深层（20100 cm）高,峁坡上其深层（20100 cm）比耕层（020 cm）高,黑钙土、 栗钙土和灰钙土在谷底其耕层（020 cm）SOC含量分别比同一土壤类型的深层（20100 cm）土壤提高18.7%、 24.3%和153.5%,黑钙土、 栗钙土和灰钙土在峁坡上其深层（20100 cm）SOC含量分别比同一土壤类型耕层（020 cm）提高46.9%、 8.0%和1.0%。这一结果可为准确估算青藏高原农田SOC的变化提供参考。     

中国农田生态系统的碳足迹分析

采用1990-2009年农作物产量、农田生产投入等统计数据,对中国农田生态系统碳排放、碳吸收和碳足迹进行估算,得到以下主要结论：碳排放量和碳排放强度、碳吸收量、碳足迹呈现增加趋势,碳吸收强度表现稳定,随着农用化石能源的大量使用,单位面积碳足迹从1990年的0.08hm2/hm2增加到2009年的0.13hm2/hm2。各省（市、自治区）单位面积碳足迹差异十分明显,2009年最高的福建为0.27hm2/hm2,最低的黑龙江为0.08hm2/hm2。中国农田生态系统存在碳生态盈余,碳足迹占同期生产性土地面积（耕地）的比例在10%左右,但随着年份的递进,所占比例有增大的趋势,1990年为8.46%,2009年为12.75%。     

青藏高原生态系统土壤有机碳研究进展

作为"世界第三极"的青藏高原,高寒生态系统是青藏高原主要的生态系统之一.它本身是一个复杂而又特殊的系统,因其独特的自然地理环境而形成的高寒土壤更有其独特的性质.本文首先综述了青藏高原高寒生态系统的土壤有机碳储量、估算方法的研究进展及造成估算结果差异的原因,随后对高寒土壤有机碳排放的观测试验进行了综述,探讨了气候变化对高寒生态系统土壤有机碳源汇效应的影响.目前,全球变暖的趋势正在加剧,40 年来,青藏高原气温平均上升了约 0.3 ～ 0.4℃,冻土面积正广泛退缩,这直接导致青藏高原高寒生态系统发生了以植被覆盖度减少、高寒草原草甸面积萎缩等为主要形式的显著退化,植被生产力和土壤有机碳输入量都减少,而温度升高加快了土壤有机碳分解速率,从而影响到高寒生态系统的碳循环和碳储量.青藏高原土壤有机碳的源汇效应问题已成为研究的热点,但是到目前为止,温度升高到底如何影响土壤有机碳的动态变化没有明确的定论,为此,我们必须从长期的观测试验来说明气候变化对土壤碳库的源汇效应.     

基于低碳经济的山东省德州市农田生态系统碳汇估算

依据2001-2010年农作物产量、耕地面积及农业投入等数据,对山东省德州市农田生态系统的碳汇进行了估算,并分析了其变化情况.结果表明,德州市2001-2010年农田生态系统的碳吸收总量呈增加的趋势,且2004年以来增加的趋势较明显;小麦、玉米作为主要的粮食作物,碳吸收量明显高于其他农作物,棉花作为主要经济作物,吸收量不高;2001-2010年,由于德州市发展生态、高效、优质农作物,碳排放呈现先增后减的变化;不同县市由于农业发展方向和发展特色的差异,具有不同的碳排放;在这3种途径的碳排放过程中,化肥施用过程中碳排放所占的比例较大,且呈减少的趋势;2001-2010年德州市碳吸收量为6.35×107t,碳排放总量为4.53×106 t,碳吸收量远远大于碳排放量,说明德州市农田生态系统具有较强的碳汇功能.     

中国东部主要农田土壤有机碳库的平衡与趋势分析

根据田间测定的有机物料腐殖化系数和土壤有机碳矿化量结果 ,以及统计测算的有机物质进入量 ,分析了中国东部主要农业区农田土壤有机碳库的平衡状况 ,并对其作为大气CO2 的源汇功能进行了初步评价。结果表明 ,各农业区农田土壤中有机物料腐殖化系数的变化趋势为 :松嫩平原 (作物秸秆 0 3 7,作物根 0 47,绿肥 0 2 6 ,粪肥 0 5 4 ) >红壤丘陵区(相应值为 0 2 8,0 45 ,0 2 5 ,0 42 ) >下辽河平原 (相应值 0 3 5 ,0 3 9,0 2 2 ,0 3 3 ) >黄淮海平原(相应值 0 2 5 ,0 3 2 ,0 1 8,0 2 7)。各区间的腐殖化系数并不随气候而呈规律性变异 ,而主要是环境因子综合作用的结果 ,特别是土壤性质有显著影响。现实有机物质进入量条件下 ,各农业区农田土壤有机碳年形成量分别为 :松嫩平原 5 3 8 0kghm- 2 ,下辽河平原 6 79 7kghm- 2 ,黄淮海平原 76 0 7kghm- 2 ,红壤丘陵区 1 0 5 9 7kghm- 2 ;农田土壤有机碳年矿化量分别为 :松嫩平原 90 5 3kghm- 2 ,下辽河平原 72 3 5kghm- 2 ,黄淮海平原 72 3 1kghm- 2 ,红壤丘陵区 782 9kghm- 2 。因此 ,松嫩平原黑土的有机碳库处于亏缺状态 ,土壤有机碳含量还将下降 ,并向大气释放CO2 ;红壤水稻土的有机碳库处于盈余状态 ,土壤有机碳含量还将不断提高 ,是大气C     

不同农田生态系统土壤微生物生物量碳的变化研究

试验研究不同农田生态系统土壤微生物生物量碳的变化结果表明,长期单施N、P肥处理对土壤有机碳和微生物生物量碳的影响不明显,施有机肥处理土壤微生物生物量碳及微生物生物量碳/有机碳值均高于其他施肥处理,轮作中引入豆科作物或豆科连作均对土壤微生物生物量碳的积累有显著作用。     

临沂市农田生态系统碳源/汇时空变化及其影响因素分析

依据2003-2013年临沂市农作物产量、耕地面积、农作物播种面积及农业投入等数据,对临沂市农田生态系统碳源、碳汇进行估算,分析其变化规律并探讨临沂市农田生态系统碳源、碳汇的影响因素。结果表明,2003-2013年临沂市农田生态系统的碳排放量呈现先增后减的情况;5种主要碳排放过程中,化肥施用过程中碳排放所占的比例最大;各县区碳排放量,远郊大于近郊;碳吸收、碳汇呈现增加的趋势,并具备很强的碳汇功能;小麦、玉米作为主要的粮食作物,碳吸收量远高于其他的农作物;各县区由于自然条件和发展方向的不同,碳吸收量与单位播种面积碳汇量差异较为明显。碳源、碳汇影响因素分析表明,碳吸收与小麦、玉米、水稻、花生等高产量作物、农作物总产量及农作物总播种面积显著正相关;碳排放量与农膜等农用化学品投入、农业机械等燃料动力使用和农业灌溉等显著正相关;碳汇量与碳吸收量显著正相关。     

湖北江汉平原农田生态系统锌素的平衡分析

湖北江汉平原农田生态系统麦-稻、稻-稻、油菜-大豆、油菜-花生、小麦-芝麻、小麦-棉花、青椒-大白菜、萝卜-茄子等8种种植模式农田Zn素的循环研究表明,土壤Zn的输入途径和输入量顺序菜田和水田为有机肥>降雨>归还>灌溉>种子(种苗),旱地为降雨>有机肥>归还>灌溉>种子(种苗),输出途径作物收获占96％～97.6％,平均96.7％,农田Zn流失和淋溶损失相对较少。该区域菜田Zn素盈余较多,稻田一盈一亏,旱田施有机肥和施Zn肥处理Zn有盈余,不施Zn肥和有机肥2种模式出现亏缺。     

淮北平原农林复合生态系统非生长季CO2通量变化特征

采用开路式涡度相关系统对淮北平原农林复合生态系统非生长季的CO2通量特征进行连续监测,并基于晴好天气10Hz高频数据直接计算而来的经过简单修正的通量数据来探讨河南省西平县杨树人工林非生长季节CO2涡度通量的变化特征。结果表明：（1）生态系统CO2通量具有明显的日变化和季节变化,在日尺度上整个生长季白天表现为碳吸收,在月尺度上秋末和初春表现为明显的碳汇功能;（2）通过对比生态系统CO2通量和土壤呼吸速率,发现土壤呼吸速率对生态系统碳通量的贡献小于植物对它的贡献;（3）5cm土壤呼吸与土壤温度的日内和日际相关关系显著,但生态系统CO2通量与其相关关系不够显著;（4）5cm土壤呼吸的日内变化与土壤含水量相关关系显著,而土壤呼吸日际以及生态系统CO2通量与其相关关系不显著;（5）降雨和复杂的降水过程（如雨夹雪等）过后,生态系统的碳吸收有增加的趋势;而降雪和雾天后生态系统的碳释放有增强的趋势。     

IMPACT OF SULFUR FERTILIZATION ON DIFFERENT FORMS AND BALANCE OF SOIL SULFUR AND THE NUTRITION OF WHEAT IN WHEAT-SOYBEAN CROPPING SEQUENCE IN TARAI SOIL

A field experiment was conducted at farmer's field in Mollisols of Tarai soils in Uttarakhand (India), to assess the direct and residual effect of sulfur fertilization in wheat-soybean cropping sequence. Four levels of sulfur (S; 0, 15, 30, and 45 kg ha^?1) were applied to main crop (wheat) along with recommended dose of nitrogen (N), phosphorous (P), and potassium (K). The direct and residual effect of sulfur at highest level showed 27 and 6 percent increase in grain yield of wheat and soybean over control, respectively. The increase in grain yield of wheat was significant at each sulfur level. The direct as well as residual effect of sulfur showed significant increase in sulfur concentration and its uptake by grain and straw except increase in sulfur concentration and uptake by soybean straw. In wheat-soybean cropping sequence, the agronomic efficiency and apparent sulfur recovery decreased with increase in levels of sulfur, but the percent response increased with increasing sulfur application. Different forms of sulfur such as total sulfur, organic sulfur, calcium chloride extractable sulfur, potassium dihydrogen phosphate extractable sulfur, and non-sulfate sulfur in post-harvest soil increased according to sulfur level applied but it decreased under control and also after residual crops. The buildup of sulfur in surface soils was greater than in the deeper soils. Application of sulfur showed the positive sulfur balance and it increased with increase in sulfur level, while it was negative under control. A major portion (46–62%) of applied sulfur contributed to increase in sulfur content of root zone soil followed by unaccounted component (25–40%) and small portion (11–18%) was absorbed by wheat plant as uptake.     

高寒矿区排土场不同坡向植被和土壤特征研究

针对高寒矿区排土场人工植被恢复问题,选取青海江仓矿区南北2个排土场的4个坡面(南坡、北坡、东南坡与东坡)为研究对象,进行了不同坡向立地条件下植被与土壤的调查分析。结果显示:除幼苗高度外,不同坡向植被高度、盖度、地上生物量、生殖枝数量具有显著差异(P<0.05),东南坡与南坡(阳坡)长势较好。土壤全氮、有效磷含量及pH在不同坡向差异不显著(P>0.05),土壤全磷、碱解氮、速效钾、有机质、含水量在不同坡向具有显著差异(P<0.05)。北坡土壤有机质含量比其他3个坡面平均高出127.95 g/kg(P<0.05),土壤含水量在北坡与东坡(阴坡)显著高于南坡与东南坡(P<0.05)。土壤细菌与放线菌数量在东南坡显著高于其他3个坡面(P<0.05)。利用随机森林方法得出,土壤细菌数量、含水量、碱解氮含量、全磷含量、有机质含量及植被高度是影响露天煤矿排土场不同坡向立地条件下植被与土壤特性的主要因子。因此,为减小矿区排土场复绿过程中坡向不同带来的影响,在人工建植初期应加大东坡与北坡(阴坡)的种子播量,适时追施氮肥,并选择加厚无纺布(>50 g/m^...