河南省农田生态系统碳源/汇研究

采用1992-2007年河南省各地市主要农作物产量、耕地面积及农业投入等数据,对农田生态系统碳源/汇进行了测算,分析了碳源/汇及碳汇强度的时空变化特征,并提出了相应的碳增汇对策和建议。结果表明:1992-2007年,河南省农田生态系统碳吸收、碳排放及其强度均呈明显增加的趋势,碳吸收明显大于碳排放,河南省农田生态系统碳汇功能不断增强;化肥施用带来的间接碳排放成为主要的碳排放源;1992年以来,农田生态系统碳汇量呈明显增加的趋势,区域单位面积产量越大,碳汇强度也越高;河南省农田生态系统碳汇强度自东北到西南逐渐降低,平原地区明显大于山区。     

退耕还林工程对河南省森林地上碳储量的影响

退耕还林工程作为中国重要的植被恢复工程,其碳汇能力巨大。基于河南省退耕还林实施期间河南省森林资源清查数据（1998-2003年,2003-2008年,2008-2013年）,利用生物量转换因子连续函数法,估算河南省森林及人工林的碳储量,同时利用2000-2012年河南省退耕还林工程逐年造林树种和面积,估算退耕还林所种树木的碳储量。结果表明:河南省森林面积、蓄积、碳储量和碳密度分别从1998年的149.77×104 hm2,5 258.50×104 m3,30.49 Tg和20.36 Mg·hm-2增加到2013年的305.36×104 hm2,17 094.56×104 m3,91.02 Tg和29.81 Mg·hm-2,其中人工林面积、碳储量、碳密度增幅较大。人工林碳储量占林分总碳储量的比例由1998年的29.26%提高到2013年的58.46%。人工林在河南省森林碳汇中发挥着越来越重要的作用,是河南省森林碳汇的主要贡献者,这主要归因于退耕还林工程的实施引起人工林碳储量的增加。2003,2008和2013年退耕还林工程碳储量分别占森林总碳储量的1.58%,15.40%和30.95%。河南省实施退耕还林工程具有较大的碳汇能力。     

我国净生态系统碳交换量(NEE)的时空变化特征研究

利用LPJ(Lund-Potsdam-Jena)全球动态植被模型,对1971~1998年我国陆地净生态系统碳交换量(NEE)的年总量变化、空间分布格局及变化特征进行了分析。结果表明,近30年来我国的碳汇强度在波动中呈增强趋势,多年平均总碳汇强度为-0.25 Gt.C/a。全国不同区域年均净碳交换量差别显著,整体表现为东部碳汇强而西部弱,除西北部分荒漠草原地区外,全国大部分地区为碳汇区。1985~1998年平均相对于1971~1984年平均,我国不同地区NEE的变化存在较大的空间差异,其中内蒙的中部地区则由原来的弱碳汇区转为弱碳源区,大部分地区碳汇增强。     

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。     

汉江水源区土地利用碳源/汇效应的空间差异分析——以陕南为例

梳理了土地利用碳源/汇途径,估算了2010年陕南不同土地利用方式的碳源/汇。结果表明:79%的碳源来自于建设用地;农作物、林业、林地碳汇分别占41.44%、31.12%、24.16%,区域碳吸收大于碳释放,净碳汇1 467 751 t C-eq;农作物碳汇区内差异很大,高值区在河谷地带,向两侧随高度增加递减,大巴山地高于秦岭山地;林业碳汇区内差异相对较小,河谷地带偏低,两侧山地区林业碳汇较高;两大盆地是净碳汇负值区,向周边山区碳汇逐渐增加,汉台区碳源密度值最高。     

江西农作物碳储量估算与分析

对江西省的农作物碳储量、碳密度进行了研究.结果表明:2003-2007年5年间江西农作物碳储量、碳密度增加;2007年江西11个地级城市农作物碳储量、碳密度表现为宜春农作物碳储量最大,吉安、上饶较大,萍乡最小.宜春、南昌农作物碳密度最大,上饶、吉安、景德镇较大,赣州、萍乡、九江最小.总体上呈东西走向高,南北走向低的趋势.研究结果与袁芳等对江西表层土壤有机碳空间分布特征的研究结论较一致,表明土壤有机碳含量是影响农作物生长的重要因素.江西农作物具有较大的固碳潜力,因此,充分挖掘农作物的生产潜力是提高江西农田生态系统固碳能力和实现其碳汇功能的关键.     

大边沟林场森林植被碳储量及其价值评价

近年来,碳汇项目的发展对全球温度变化、温室气体的排放至关重要,通过对森林碳储量的估算,计量森林固碳量对于准确估算碳汇价值具有十分重要的意义。基于此,根据蓄积量与生物量的关系,采用碳转换系数估算碳储量的方法,对辽东山区大边沟林场森林碳储量进行估算,并得出结论。     

红壤丘陵双季稻稻田农田生态系统不同施肥下碳汇效应及收益评估

收集江西一个红壤水稻田长期肥料试验中产量、施肥量、土壤有机碳等资料,结合对农田生产中各项生产资料和管理活动的投入进行调查,对不同施肥处理下系统的生产力、碳投入排放与碳收集效应进行分析.并估算系统的碳汇,评价了不同处理下生产力的碳成本与碳汇效益.结果表明,种植双季稻下化肥配施和化肥有机肥配施下的稻田总碳汇分别为-2.2和-3.2 t C·hm~(-2)·a~(-1),但在两季生产中并无显著差异;相应地,有机无机肥配施比纯化肥配方施肥产量提高了30%左右,而碳汇量提高了50%左右.证明有机无机配合施肥是一种可以增产增汇的关键农业生产管理途径.     

碳汇目标下农户森林经营最优决策及碳汇供给能力——基于浙江和江西两省调查

增加森林碳汇已成为应对气候变化的重要举措.基于浙江和江西两省农户调研数据,以杉木为案例树种,引用生长模型、修正的Faustmann模型碳密度和价格数据,对单一和碳汇木材复合经营目标下的杉木最佳轮伐期和林地期望值进行比较研究,并模拟了不同碳价格和利率水平下的变化,同时绘制了农户的碳汇供给曲线.可以发现,在碳汇林经营模式下,基于目前的杉木市场价格远高于碳价格的现实,农户的经营采伐决策并不会发生明显改变,从而导致在大范围的碳价格变动下碳汇的供给也没有显著增加,这也说明木材收益和碳收益的两个不同经营目标是协调的.同时,基于碳汇经营模式下的杉木林地期望值增长迅速,碳汇林地潜在投资价值巨大,也意味着森林碳汇对于土地利用改变可能会产生巨大影响.     

桂东南低山区柳杉人工林生态系统碳储量分配特征

[目的]对南亚热带低山区柳杉人工林碳汇进行研究。[方法]研究广西国营六万林场低山区的31年生柳杉人工林生态系统碳素含量、碳储量及其空间分配特征。[结果](1)柳杉人工林不同器官平均碳素含量变化在498.5～530.3 g/kg,其含量排列为:叶子枯枝树干根蔸枝条细根干皮中根粗根;碳素含量随土壤深度的增加而逐渐减少。(2)低山区柳杉人工林的生态系统碳储量为393.651 t/hm2,其中植被层碳储量占生态系统碳储量的29.22%,而0～100 cm土壤层占70.78%。31年生柳杉人工林年净固碳量估算为3.709 t/(hm2.a),其中乔木层的年净固碳量为3.537 t/(hm2.a)。(3)0～20 cm土壤表层碳储量为132.418 t/hm2,比植被层的碳储量还高。[结论]加强低山区的植被保护,减少表层土壤的水土流失,可有效保持南亚热带低山区土壤对碳的长期吸存和维持。     

新疆春季融雪型洪水分布特征研究

利用2004—2013年灾情和积雪深度资料,采用统计分析方法,分析了近10年新疆春季融雪型洪水的时空分布特征以及与地理气候特征关系。结果表明,伊犁河谷、塔城地区北部、阿勒泰地区为春季融雪型洪水的极易发区,天山北坡为易发区,南疆为低发区;近10年新疆春季融雪型洪水有明显的增加趋势,3月和4月下旬为高发时期,特别是3月中旬;春季融雪型洪水多发生在山麓、山前平原和河谷地带的3~5级水系附近;2月底积雪深度距平百分率可作为春季融雪型洪水预测预报的重要指标。     

天山灌木林生态系统服务功能评估

依据《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T 1721—2008)确定的评估标准及社会公共数据,以2011年新疆森林资源一类清查数据为基础,对新疆天山山区天然灌木林生态系统的涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质和生物多样性保护5项服务功能11个指标,分别进行了实物量、价值量的监测与核算。结果表明:天山天然灌木林年均涵养水量为7.82亿m3/a,年保育土壤的总量为271.87亿t/a,年固碳释氧的总量为13.94亿t/a,年积累营养物质的总量为21.93万t/a。天山灌木林年涵养水源功能的总价值为87.05亿元/a,其中保育土壤功能的总价值量为18.10亿元/a,固碳释氧的总价值量为27.50亿元/a,积累营养物质的价值量为2 810万元/a,物种资源保护价值为37.84亿元/a,天山天然灌木林生态系统服务功能的总价值约为170.79亿元/a。     

近50年新疆冬季热量资源时空变化

利用新疆101个气象站1961—2010年的逐日平均气温和逐年极端最低气温资料,使用线性趋势和Mann-Kendall法对最冷月1月平均气温、年极端最低气温、冬季负积温和越冬期日数等冬季热量要素变化趋势、突变特征进行分析,采用混合插值法,在ArcGIS平台上完成基于数字高程模型(DEM)数据的各热量要素多年平均值和突变前后变化量的空间分布式模拟。结果表明：(1) 新疆1月平均气温、年极端最低气温总体呈现“南疆高,北疆低;平原和盆地高,山区低”的特点,冬季负积温和越冬期日数总体呈现“南疆少,北疆多;平原和盆地少,山区多”的分布格局。(2) 在全球变暖背景下,1961—2010年新疆冬季热量资源呈明显的增多趋势,并且1月平均气温和年极端最低气温分别于19 79年和1980年发生了突变性的升高,冬季负积温和越冬期日数分别于1986年和1998年发生了突变性的减少。突变年前后,1月平均气温和年极端最低气温上升幅度的空间分布总体呈“从东南至西北递增”的格局,冬季负积温减少幅度的空间分布呈“由南向北递增”的特点,越冬期日数减少幅度的空间分布呈“南疆大,北疆小;盆地大,天山和阿勒泰山区小”的格局。     

气候变化背景下我国陆地生态系统固碳增汇分区研究

[目的]使我国生态系统尽可能地适应全球性的气候变化。[方法]对陆地植被固碳增汇的区域差异管理进行分区,运用归一化植被指数(NDVI)对气候变化的响应关系,对我国陆地生态系统固碳增汇分区进行研究。[结果]将我国陆地生态系统划分为3个主动适应气候变化固碳增汇区域。Ⅰ气候暖湿化驱动型区,包括华北、华南及西北等大部分区域;Ⅱ气候暖干化驱动型区,主要分布于东北大小兴安岭、长白山等亚寒带地区、青藏高原高寒区域大部、天山、祁连山及横断山脉等高海拔地区;Ⅲ气候冷湿化驱动型区,主要分布于内蒙古东部及北部沙漠化严重地区、长江流域下游水稻主产区及西藏林芝热带半湿润地区。[结论]以县级行政界线为基本划分单元的气候变化背景下我国陆地生态系统固碳增汇分区,可为生态系统区域差异管理提供参考。     

关中-天水经济区生态系统固碳服务空间流动及格局优化

【目的】量化区域生态系统固碳服务(以下简称"固碳服务")的供需平衡状况,模拟固碳服务的空间流动,揭示区域固碳服务功能转变的空间规律,并据此给出区域固碳空间布局优化策略,为引导区域的低碳发展提供直观的科学参考。【方法】通过多源数据融合模型模拟人口空间密度,进而估算关中-天水经济区生态系统固碳服务需求量;使用CASA模型计算研究区生物碳库的固碳服务供给量,在此基础上结合遥感碳循环过程模型估算土壤碳库的固碳服务供给量;使用流动比率量化区域固碳服务的供需平衡状况,以空间可视化的方式梳理固碳服务从供给区到受益区的流动过程;基于贝叶斯原理计算环境变量对固碳服务供给的状态条件概率,将其可视化表达为条件概率像素图,通过熵减模型筛选关键变量,利用关键因子最优状态子集分布探讨固碳格局的不确定性,并给出固碳空间布局优化策略。【结果】(1)研究区固碳服务总体上供大于求,供需平衡空间差异明显,需求的高值区主要分布在关中平原的人口高度聚集区,供给的高值区则主要沿秦岭山脉和北山山系分布。(2)根据流动比率分布,研究区大致可分为三大碳源集聚中心:以天水市区为中心的碳源集聚中心(Ri0.04),以彬县为中心的碳源集聚中心(Ri0.04),以及以最高值西安市为中心的多级碳源集聚中心(Ri0.20)。其空间流动则可分为四组供需对应区域:秦岭中段、东段及北山的永寿县等流向以西安市为中心的关中城市群,秦岭西段流向天水市,麟游县、旬邑县等流向彬县,铜川市、澄城县、华县等流向蒲城县。(3)根据条件概率和熵减度计算,研究区可取{DEM=3,PET=1}作为生物碳库的关键变量最优状态子集,该子集主要分布在宝鸡市南部秦岭山脉和天水市西南角,该区域中生物固碳状态为最优的概率可以达到54.36%;取{NPP=3,DEM=3}作为土壤碳库的关键变量最优状态子集,该子集主要分布在秦岭山脉沿线、天水市西南角和咸阳市东北角,这些区域中土壤固碳状态为最优的概率高达92.84%。与现有固碳格局对比得出,生物碳库的适宜优化区主要分布在天水市武山县和秦州区,土壤碳库的适宜优化区主要分布在秦岭中段各区县。【结论】研究区固碳服务总体上需求小于供给,区域内存在较明显的固碳服务空间流动,未来的固碳格局优化中以天水和秦岭中段作为固碳功能优化的主要区域,能够得到良好固碳格局优化成效的概率较大。     

阳明山珍稀特有植物的多样性及其保护利用初探

阳明山位于湖南省南部,地处南岭山脉北麓群山区,其特殊的地理位置和独特的气候条件,使其成为湖南省植物种类丰富、珍稀濒危植物分布较集中的地区。据调查统计,阳明山有维管植物219科、851属、1 921种,其中珍稀特有植物有86种,属国家一级保护的植物有9种、二级保护的69种,列为稀有或渐危的植物23种,特有植物5种。还有中国特有植物属22属,占全国总数的15.4%。     

天山北坡野生无芒雀麦群落特征研究

目的 研究天山北坡野生无芒雀麦群落特征,分析该种质资源在新疆草地群落中的地位与作用。方法 以新疆天山北坡西段、中段和东段的5个地区为对象,采用野外取样的方法,分种测定5个地区3个海拔梯度下的无芒雀麦群落特征。结果 (1)无芒雀麦主要与禾本科、豆科植物混生,重要值在天山北坡中段、低海拔区域较大。(2)物种多样性从天山北坡西段至东段,呈现先增加后减少的趋势,地区内随海拔升高呈现增加趋势,但在地区间、地区内差异均不显著。(3)群落数量特征在地区间存在较小差异,无芒雀麦相对数量特征从西至东呈现先增加后减少的趋势,在中段地区最高。而地区内无芒雀麦相对群落数量特征不存在差异性。结论 不同地区群落中无芒雀麦地位相差不大,天山北坡中段地区的群落中无芒雀麦相对盖度、密度和地上生物量高于其他地区,物种多样性更加丰富。随海拔的升高,群落物种增加,无芒雀麦的重要地位逐渐降低,无芒雀麦在群落中相对数量特征变化不大。     

新疆十字花科区系地理成分分析

新疆地处欧亚大陆腹地，十字花科植物有76属，180余种，从垂直分布的情况来看，主要分布于阿尔泰山和天山的亚高山草甸和森林草甸带、昆仑山的高寒荒漠和荒漠草原及帕米尔高原的高山草甸带。从水平分布来看，有5个分布较集中的区域：阿尔泰山地、准噶尔西部山地、天山中西部山地、天山东部山地、昆仑山和帕米尔高原，其它地区零散分布。其区系地理组成分中76个属归入7个分布区类型和9个变型。其中以地中海区、西亚至中亚分布型、北温带和中亚分布型为主，单种属、寡种属比例偏高，其种类又以新疆北疆偏多。可认定该区是十字花科的分布中心。与邻区的比较发现，新疆与周边植物区系关系密切，物种交流的机会较多，尤其是东西方向是植物区系交流的重要通道。新疆十字花科分布规律在一定程度上反映了新疆植物区系的特点。     

哀牢山区降水时空变化及其阻隔效应研究

为了揭示滇中地区降水的时空分异特征,以哀牢山区7年(2008-2014年)来110个模拟气象站点逐日降水数据为基础,运用普通克里金插值、T检验等方法对哀牢山区降水的时空格局进行多尺度分析,并探讨了哀牢山降水阻隔效应.结果表明:①从降水站点尺度看,哀牢山西侧站点的降水量均高于东侧对应站点,哀牢山北端和中部两侧降水差异最小,南段两侧降水差异最大;②从等降水量线尺度看, 800 mm与1 200 mm等降水量线在不同降水类型年份走势存在差异,降水偏多年份等降水量线分布杂乱,降水偏少年份等降水量线与哀牢山走势相近;③从降水量插值面尺度看,哀牢山区降水的空间分异特征可划分为东部高原区、中西部三角岭谷区、以及南部水平丘陵区.总体上看,哀牢山北段较南段降水阻隔效应更明显,体现了较高的时空异质性.     

几种钾肥在新疆葡萄上的应用效果研究

[目的]通过田间小区试验,研究几种钾肥在新疆葡萄上的应用效果.[方法]在氮、磷肥用量相同的基础上,在南北疆葡萄上施用不同种类的钾肥,探讨葡萄产量和品质与钾肥的关系.[结果]施用钾肥改善了葡萄品质,VC含量大幅增加,总糖略有上升,而酸度有所降低.北疆试验各处理的葡萄产量差异均未达到显著水平,但在葡萄上施用钾肥均有不同程度的增产效果,增幅为3.49;～8.92;,氯化钾型钾肥增产效果优于硫酸钾型钾肥;南疆葡萄施用钾肥增产效果优于北疆,增产幅度在14.35;～29.39;,处理间产量差异达到显著水平,硫酸钾型钾肥较氯化钾肥对木纳格葡萄的增产效果要好.北疆施用不同钾肥的增收幅度为1 850～5 384元/hm2,氯化钾型钾肥增收效果好于硫酸钾型钾肥;南疆获得的经济效益好于北疆,葡萄增收幅度为7 409～15 441元/hm2,硫酸钾型钾肥的增收效果优于氯化钾型钾肥.[结论]北疆宜施用氯化钾型钾肥,南疆宜施用硫酸类钾肥.