武汉市有机钾资源调查与利用潜力评价

通过调查武汉市畜禽养殖粪便、作物秸秆和绿肥资源的总量、分布以及目前利用的现状,量化分析相应区域有机资源利用情况,以此为基础衡量武汉市有机钾(K2O)资源总量及其利用现状,总结有机钾资源利用中存在的问题,并提出建议。结果表明,武汉市畜禽粪便、秸秆及绿肥中有机钾资源年产总量约为115 027 t,其中,畜禽粪便中有机钾总量为60 796 t,占有机钾年产量的52.85%;秸秆中有机钾总量为49 657 t,占有机钾年产量的43.17%,绿肥中有机钾总量为4 574 t,仅占有机钾年产量的3.98%。畜禽粪便48.44%直接施入田中,21.74%喂鱼,14.39%做沼气利用,仅17.28%做有机肥;农作物秸秆有60.68%被农民焚烧或是闲置,仅有13.98%还田。现有利用方式造成有机钾资源的严重浪费,应改变现有利用方式,提高有机钾肥的利用率。     

纳帕海不同土地利用方式下土壤有机碳分布特征

[目的]探讨纳帕海区域土壤有机碳(SOC)在不同土地利用方式下的剖面分布特征及其与土壤含水量、容重的相关关系,为该区域合理高效利用土地资源提供科学依据。[方法]对猪拱地、农田、灌丛和森林4种土地利用类型的SOC分布特征进行研究。[结果]0~50 cm土层深度内,SOC含量由高到低依次为农田(26.43 g/kg)、猪拱地(20.95 g/kg)、灌丛(20.16 g/kg)、森林(17.25 g/kg);猪拱地、农田、灌丛和森林均为0~10 cm土层SOC含量最高,是主要的碳储层,分别占0~50 cm土层的37.42%、28.07%、49.81%和30.10%,随土壤深度的加深,SOC含量呈减少趋势;SOC密度与SOC储量呈基本一致的变化趋势;各样地表层SOC与土壤含水量呈显著正相关(R~2=0.50,P0.05),与土壤容重呈极显著负相关(R~2=0.60,P0.01)。[结论]不同土地利用类型其SOC含量在垂直方向上的分布不同,湿地的退化会不同程度地导致SOC流失,表层SOC含量很大程度上受土壤含水量和土壤容重的制约。     

天津于桥水库流域河流表层沉积物中碳· 氮· 磷分布及污染评价

对流域内33个河流表层沉积物样点的总有机碳(TOC)、总氮(TN)和磷形态含量进行了测定,分析了沉积物中碳、氮、磷含量的分布特征及三者之间的相关性,并对于桥水库流域河流表层沉积物进行污染现状评价。结果表明:于桥水库流域河流表层沉积物TOC平均含量为0.99%,TN平均含量为0.15%,TP平均含量为1 904.93 mg/kg。相关性分析表明,沉积物TOC与TN呈极显著正相关(R2=0.794),TOC与草地面积比例呈极显著正相关,R2为0.685;TN和草地面积比例呈显著正相关(R2=0.392);TP与各种土地利用类型的相关性均不明显,但OP和Fe/Al-P与城镇居民用地面积比例呈极显著正相关,R2分别为0.664和0.698,与林地面积比例呈显著负相关,R2分别为-0.472和-0.403。有机指数和有机氮评价结果显示,有48.5%的采样点有机指数处于Ⅰ类水平,有39.4%和48.5%样点有机氮处于Ⅲ和Ⅳ类污染水平,表明于桥水库流域河流表层沉积物有机指数整体处于尚清洁及以上水平,受到有机污染程度较小,而流域内的有机氮污染相对较为严重。     

天门市农田生态系统碳足迹的测度分析

应用2003~2012年湖北省天门市耕地面积、农作物产量、农田投入等统计数据,对农田生态系统碳吸收、碳排放和碳足迹进行了定量测度分析。结果表明,10a来,农作物碳吸收量、碳吸收强度呈现出随着年份的递进而逐年增加的态势,分别由2003年的787.90×10~3t C、7.24tC/hm~2增加到2012年的1 144.01×10~3t C和10.35tC/hm~2;农田投入碳排放量及碳排放强度则呈先升后降再上升的变化趋势,变化范围分别为(89.04~106.12)×10~3t C/a和0.82~0.98tC/(hm~2·a),化肥为主要碳排放源;农田生态系统为碳汇,其碳足迹呈现出随着年份的递进而逐年减少的态势,由2003年的48.81×10~3hm~2减少至2012年的37.70×10~3hm~2,占同期耕地面积比重的34.12%~44.85%,明显小于区域生态承载力。     

锐齿槲栎和栓皮栎林生态系统碳密度比较

锐齿槲栎(Quercus aliena Bl.var.acuteserrata Maxim.ex Wenz.)(RCHL)和栓皮栎(Quercus variabilis Bl.)(SPL)是鄂西地区天然栎类林主要建群种,比较不同林龄2种林分碳密度分布特征,对于评估栎类林森林碳汇功能具有重要意义。基于野外调查,采用联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)推荐的森林碳储量估算方法,研究了锐齿槲栎林和栓皮栎林乔木层、灌木层、枯落物层和土壤层的碳密度特征。结果表明,鄂西地区锐齿槲栎林和栓皮栎林碳密度为183.68、150.61 t·hm-2,且两者间碳密度分配格局存在明显差异,2种林分乔木层、灌木层、枯落物层和土壤层碳密度占总碳密度的百分比分别为53.17%、1.34%、0.64%、44.85%和35.27%、0.76%、1.50%、62.47%。锐齿槲栎林生态系统碳密度高于栓皮栎林,前者以乔木层的比例最大,后者以土壤层为主;锐齿槲栎林活体植被层比栓皮栎林具有更大的固碳能力,而栓皮栎林能产生更多的枯落物,随着林分的发育,土壤层碳密度在生态系统碳密度中所占比例逐渐减小。影响乔木层碳密度差异的因素主要为海拔和林分密度,影响土壤层碳密度的主要因素是纬度;鄂西地区栎类林以幼龄林居多,具有较大的碳汇潜力。     

添加紫云英后2种水稻土的DOC动态特征与差异分析

以福建省2种典型中低产田(红泥砂田和灰黄泥砂田)为研究对象,在15和25℃条件下进行室内模拟淹水培养试验,研究添加等量紫云英后二者的可溶性有机碳(DOC)动态变化特征差异.结果表明:与对照相比,2种温度培养下添加紫云英均显著提高红泥砂田和灰黄泥砂田的DOC含量,2种温度下灰黄泥砂田的DOC含量分别比红泥砂田高29.38%~694.98%和45.40%~471.22%,且二者均呈先增后减、最后趋于稳定的变化趋势;25℃条件下土壤DOC峰值(10 d)较15℃条件下(20d)提前了10 d.可见,中低产水稻土添加紫云英后DOC含量均显著提高,不同肥力水平和培养温度下土壤DOC动态变化规律相似,但其动态特征差异较明显,肥力相对较高的灰黄泥砂田有利于DOC的形成,培养温度升高则加速DOC的形成.     

沙县水南国有林场森林碳储量特征

利用福建省沙县水南国有林场森林资源清查资料,依据生物量转换因子连续函数模型,探讨了沙县水南国有林场森林碳储量分布。结果表明,森林碳储量主要集中于杉木、马尾松林,因林场大力发展阔叶林,木荷与其他阔叶类林分的碳储量也相对较高。各林分的碳储量主要分布在成熟林龄级、中大径材经营方式及肥沃级与较肥沃级立地条件。     

东北黑土区旱田改稻田后土壤有机碳、全氮的变化特征

【目的】分析东北黑土区旱田改稻田后土壤有机碳、全氮含量及其密度和~(13)C、~(15)N自然丰度值的动态变化,探讨旱田改稻田后土壤有机碳(氮)的固定能力及其稳定性,揭示旱田改稻田后土壤有机碳(氮)的演变规律,为东北黑土的合理利用和培肥提供理论依据。【方法】结合野外实地调查,选择典型黑土区旱田土壤(种植大豆年限大于60年)和改种不同年限的稻田土壤(3、5、10、17、20和25年,旱田改稻田前种植历史基本相同,均为大豆),利用稳定同位素分析技术,研究旱田改稻田后土壤有机碳、全氮的动态变化特征。【结果】旱田改稻田25年间,在0—60 cm土层,土壤有机碳和全氮含量的变化趋势均表现为:在改种的前3年迅速下降,降幅分别为13.60%—43.27%和10.40%—40.60%,在3—25年间随改种年限延长呈逐渐增加的趋势,且在20—60 cm土层出现累积,但在3—5年期间增加幅度较大,在5—25年期间增加较为缓慢,在改种17—25年期间,稻田土壤有机碳和全氮含量均高于旱田土壤;0—60 cm土层土壤有机碳和全氮密度的变化趋势与其含量的变化趋势大致相同,在改种的3年间0—60 cm土层土壤有机碳和全氮密度分别降低了26.53%和21.89%,在改种5—25年间0—60 cm土层稻田土壤有机碳和全氮密度均大于旱田土壤,增幅分别为9.87%—21.48%和10.2%—19.3%;旱田改稻田后,土壤全氮与有机碳的变化密切相关,土壤全氮与有机碳的含量、密度之间均呈显著线性正相关关系(P0.01)。在0—60 cm土层,土壤δ~(13)C值在改种的3年间明显上升,在3—25年间随改种年限延长呈逐渐下降趋势,且大于5年的稻田土壤δ~(13)C值均低于旱田土壤,而土壤δ~(15)N值在改种的25年间随改种年限延长呈逐年下降趋势,各年限稻田土壤δ~(15)N值均低于旱田土壤,相同年限土壤的δ~(13)C值和δ~(15)N值均随着土层加深而增大;0—40 cm土层土壤δ~(13)C值与土壤有机碳含量之间呈显著线性负相关关系(P0.01),但各土层土壤δ~(15)N值与土壤全氮含量之间则无显著相关性。【结论】东北黑土区旱田改稻田大于5年后,稻田土壤具有明显的固碳(氮)能力,稳定性碳(氮)在20—60 cm土层累积;改种稻田年限小于5年,应注重有机碳(氮)的补充,以维持和提高土壤有机碳(氮)水平。     

秸秆还田模式对土壤有机碳及腐植酸含量的影响

通过9年水稻-小麦轮作田间定位试验,探讨南方稻麦两熟制农田秸秆还田模式对土壤有机碳(SOC)和腐植酸(HE)的影响。试验设置仅麦秆稻季还田(W)、仅稻秆麦季还田(R)、秸秆稻麦季均还田(RW)和秸秆均不还田(CK)共4个处理。结果表明,秸秆还田显著(P0.05)提高了0~10 cm土层SOC,对土壤总氮(TN)无明显影响;不同秸秆还田模式处理下,0~10 cm土层SOC及TN大小为WRWRCK;10~20 cm SOC及TN大小均为WCKRWR,但各处理之间的差异均不显著。秸秆还田处理中,0~10 cm土层土壤HE、富里酸(FA)和胡敏酸(HA)均低于CK,而在10~20 cm土层则高于CK。不同秸秆还田方式间,0~10 cm土层的HE、FA和HA以W处理为最高,其土壤腐殖化程度最大;而10~20 cm土层则以RW处理为最高,W处理的土壤腐殖化程度最小。相比其他秸秆还田模式,麦秸稻季还田能更好地提高土壤表层有机碳含量和腐殖质品质。     

秸秆还田下褐土易氧化有机碳及有机碳库的变化特征

研究长期秸秆还田对褐土土壤有机碳(TOC)含量、有机碳储量(TOCs)与固碳速率(DTOC)、易氧化有机碳(ROOC)含量和碳库管理指数(CPMI)的影响,为评价土壤质量、固碳减排、培肥土壤提供理论依据。基于北方旱地连续24 a不同秸秆还田方式下春玉米长期定位试验,选择4个处理(秸秆不还田(CK)、长期秸秆覆盖还田(SM)、秸秆粉碎还田(SC)和秸秆过腹还田(CM))进行分析,通过测定土壤TOC与ROOC含量来确定碳库变化特征。结果表明,秸秆还田处理对0~20 cm土层TOC含量与ROOC含量影响显著,且先降低然后向一个新的平衡移动;CM处理对TOCs的维持最有利,SM,SC处理也对TOCs有显著的积极影响;DTOC表现为净释放,但CK处理的有机碳释放速率为秸秆处理的180.99%~135.57%;CM处理的CPMI值显著高于其他处理,且比CK高62.33%;碳库管理指数与易氧化有机碳含量呈显著正相关。可见,秸秆还田处理可极显著影响土壤有机碳固存,减少有机碳的释放,使土壤性质向良性发展,有利于培肥土壤、保护环境。