海南岛尖峰岭热带雨林土壤固碳微生物群落特征

采集海南岛尖峰岭地区低地雨林次生林、山地雨林次生林和山地雨林原始林土壤,基于绝对定量PCR和高通量测序技术,探讨了热带雨林土壤中固碳微生物群落结构的多样性与组成及其影响因素。结果表明:固碳微生物的Alpha多样性与基因丰度均表现为低地雨林次生林高于山地雨林原始林;尖峰岭热带雨林土壤固碳微生物优势菌门为假单胞菌门(Pseudomonadota,44.28%～70.60%)和放线菌门(Actinomycetota,11.95%～33.73%),优势菌属为慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium,11.53%～31.06%)、诺卡氏菌属(Nocardia,4.97%～17.07%)、中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium, 4.44%～12.97%)、分枝杆菌属(Mycobacterium, 2.62%～9.20%)、芽绿菌属(Blastochloris,4.34%～10.12%)、固氮弧菌属(Aromatoleum,1.97%～5.39%)、分枝菌酸杆形菌属(Mycolicibacterium,1.71%～3.78%)、固氮螺菌属(Azospirillum,1.97%～2.65%)、...     

基于生命周期评价法对燕麦碳足迹的研究

为明确燕麦的碳足迹特征,采用生命周期评价理论,对河北张家口、内蒙古乌兰察布和呼和浩特燕麦主产区58个农户及16家加工企业进行实地调研,对我国燕麦加工过程中的碳足迹进行了核算。结果表明,在燕麦种植环节,单位面积的碳足迹是800.29±263.77kgCO_2-eq·hm~(-2),单位产量的碳足迹是0.380±0.125tCO_2-eq·t~(-1)。其中,种植大户单位面积碳足迹为801.93±814.05 kg CO_2-eq·hm~(-2),单位产量的碳足迹为0.380±0.386t CO_2-eq·t~(-1),接近于平均水平;种植散户单位面积的碳足迹为648.54±875.31kgCO_2-eq·hm~(-2),比燕麦种植平均水平低19.00%,单位产量碳足迹为0.422±0.570 tCO_2-eq·t~(-1),比燕麦种植平均水平低11.10%。在燕麦加工环节,燕麦加工产品燕麦粉、燕麦片、燕麦米的单位质量碳足迹分别是69.67±5.77、130.62±10.86和50.76±4.81 kgCO_2-eq·t~(-1)。从燕麦食品全生命周期的角度分析,燕麦种植过程中的碳足迹显著低于玉米、水稻、小麦三大主粮作物,可以大面积种植。其中,燕麦种植散户的化肥用量和大户的灌溉电耗是燕麦种植环节碳足迹的主要来源。燕麦加工环节中燕麦片的碳足迹最大,主要因为燕麦片加工中需加热灭酶、汽蒸,涉及天然气的使用,能耗增加。因此,通过农户规模化种植、选择适合当地的节水灌溉技术,引导相关企业就近和适度加工、优化节能减排的技术等方法来减少碳足迹,促进燕麦产业的可持续发展。     

葫芦与西瓜砧穗在不同土壤上根际碳代谢指纹特征与差异

土传病害的发生与微生物关系密切,但砧穗互作下根际微生物活性变化尚不明确。为阐明在不同土壤类型下,砧穗互作对根际微生物活性的影响,采集黑土(吉林)、砖红壤(海南)、黄棕壤(江苏)和灰漠土(新疆)四种类型土壤,并在每种土壤上均种植自根葫芦、自根西瓜、嫁接西瓜(葫芦砧木)以及嫁接葫芦(西瓜砧木),利用Biolog培养技术探究不同处理下根际微生物碳源代谢活性的差异。结果表明,不同土壤类型下微生物代谢活性差异显著(R~2=0.534,p0.001),不同嫁接植物之间根际微生物碳源利用同样存在显著差异(R~2=0.075,p0.001)。不同嫁接处理根际微生物对碳源的综合代谢水平自根西瓜嫁接葫芦(西瓜砧木)嫁接西瓜(葫芦砧木)自根葫芦。聚类推进树(Aggregated boosted tree,ABT)分析显示土壤有效磷、速效钾是影响微生物碳源利用的主要因子。评估不同土壤类型下根际微生物碳代谢活性对砧穗互作的响应,可为防控土传病害提供依据。     

Effect of Phosphorus Additions and Arbuscular Mycorrhizal Fungal Inoculation on the Growth,Physiology, and Phosphorus Uptake of Wheat Under Two Water Regimes

Drought stress greatly affected the growth and development of wheat in the world, while wheat growth could benefit through improvement of water status and nutrient uptake by mycorrhizal symbiosis or addition of phosphorus (P). Experimental treatments were (a) phosphorus addition (0 and 90 kg/ha), (b) soil water condition (40% field capacity and 95% field capacity), and (c) arbuscular mycorrhizal fungi (AMF, Glomus intraradices) (noninoculation and inoculation) which were conducted in a growth chamber. The results showed that addition of phosphorus and AMF inoculation significantly increased the relative water content and specific leaf area of flag leaves especially under 40% field capacity (water deficit (WD)). The leaf gas exchange parameters were all decreased under WD. The water use efficiency (WUE) and instantaneous WUE (WUEi) was enhanced by WD, AMF inoculation, and phosphorus addition. AMF inoculation and WD significantly decreased the carbon isotope discrimination (CID) of leaf. The P concentrations in stem, grain, and leaf were significantly increased by phosphorus addition, WD, and AMF inoculation. Significant correlations were found between WUE and grain P, stem P, and leaf P concentrations. Leaf CID was significantly negatively correlated with WUE and stem P concentrations. Inoculation of AMF or phosphorus addition could improve the growth, physiology, and phosphorus uptake in spring wheat under drought conditions.     

江苏省农田生态系统碳源/汇、碳足迹动态变化

[目的]了解江苏省农田生态系统近年来碳源碳汇的基本演变趋势,识别江苏省农业发展过程中的重要碳排放源,指导江苏农业低碳化发展。[方法]利用模型对农田碳排放量、碳吸收量及碳足迹进行测算,并对其动态变化进行分析。[结果](1)江苏省农田生态系统碳排放总量总体趋向于增加,2001年江苏省碳排放量为4.44×10~6 t,2016年碳排放量为4.60×10~6 t,增幅为3.4%,化肥为碳排放的主要贡献因子。碳排放强度总体表现为下降趋势,各阶段碳排放强度均低于1t/hm~2。(2)碳吸收量总体呈现增加趋势,2001—2016年农作物总碳吸收量增加了3.57×10~7 t,年均复合增长率约为2.2%,单位面积碳吸收量呈整体增加趋势。园艺作物的碳吸收量明显高于粮食作物和经济作物。(3)农田生态系统碳足迹总体呈现降低趋势,存在较大的生态盈余。[结论](1)2001—2016年江苏省农田生态系统的碳吸收量明显高于碳排放量,具有良好的固碳能力,农田生态系统呈现碳汇;(2)农业投入物品对碳排放的影响程度不同,化肥是影响农业碳排放的最关键因子。     

Debating the success of carbon-offsetting projects at sports mega-events. A case from the 2014 FIFA World Cup

Forests are seen as climate mitigation mechanisms by the United Nations Framework Convention on Climate Change. In addition, their importance in the sustainable development paradigm has been confirmed through their inclusion in the Sustainable Development Goals (SDGs). The SDGs are designed to provide a global orientation toward inclusive and sustainable development, yet their implementation presents new challenges for forestry practitioners. This paper uses an ethnographic case study to examine a forestry-based carbon-offsetting project in Mato Grosso, Brazil, and uses several SDGs to analyze the level of project success. The project was created to offset the emissions from the construction of the new football stadium built for the 2014 FIFA World Cup in Mato Grosso and, therefore, attracted international attention. The project provides analytical points for a discussion on how forestry-based carbon offsetting fits within the wider discussion on sustainable development and how the success of project outcomes can be influenced in several key areas.     

近30 a陕西省森林植被碳储量及其动态变化

利用陕西省1987—2014年7次森林资源清查资料,采用IPCC算法,估算了陕西省近30 a来森林碳储量和碳密度的动态变化。结果表明:近30 a陕西省森林碳储量和碳汇量均得到了显著的增加,森林碳储量呈现"缓升—急速上升"趋势,由1987年的121 Tg增加到2014年的238 Tg,净增117 Tg,年均增长率2.3%。特别是21世纪以来,森林碳汇作用最强,森林净碳汇量为85 Tg,对森林总碳汇的贡献为72.65%;森林年均碳汇量与森林采伐量呈负相关,表现为采伐量越大,对应碳汇量越小;不同起源森林碳储量、碳密度和碳汇能力呈现天然林远远大于人工林的特征,天然林是陕西省碳储量及碳汇的主要贡献者;不同森林类型中栎类、硬阔类和软阔类是森林碳储量的主要贡献者;碳储量主要集中于面积比重较小的近熟林、成熟林和过熟林;碳密度与龄级呈正相关,表现为龄级越大碳密度越大。     

新疆达坂城盐湖不同植物群落土壤呼吸研究

新疆盐湖分布地域广泛而不均匀。盐湖生态系统碳循环是干旱区生态系统碳循环的重要组分,其动态变化对干旱区碳平衡有着重要的影响,然而目前对干旱区盐湖土壤呼吸的研究相对薄弱。为探讨盐湖沿岸不同植物群落土壤呼吸及其影响因子,以新疆达坂城盐湖为典型研究区,选取沿岸小獐毛(Aeluropus pungens)、鸢尾(Iris tectorum)、芨芨草(Achnatherum splendens)、黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr)植物群落土壤为主要研究对象,以周边农田撂荒地为对照,利用LI-COR 8100对达坂城盐湖沿岸4种植物群落和撂荒地土壤呼吸进行了监测,结果表明:盐湖沿岸土壤呼吸具有明显的日变化。监测时段内土壤呼吸作用均为单峰曲线,排放通量在13:00左右最高,07:00左右出现最低值。不同群落土壤呼吸速率变化范围在0.89~4.34μmol/(m~2·s)之间,撂荒地为1.77~3.48μmol/(m~2·s),表现为黑果枸杞小獐毛芨芨草撂荒地鸢尾。不同植物群落地下生物量影响土壤CO_2排放,研究区土壤呼吸日平均累计CO_2排放通量为209.28 mg/(m~2·d)。土壤呼吸速率与土壤5 cm温度呈现显著正相关(P0.01),可以解释土壤呼吸日变化的69%~78%,是决定达坂城盐湖土壤呼吸变化的主要因子。利用土壤5 cm处温度得到小獐毛、鸢尾、芨芨草、黑果枸杞、撂荒地的Q_(10)值分别为2.30、1.24、1.20、1.57、1.28,小獐毛样地土壤呼吸对温度更敏感。除撂荒地外各群落土壤呼吸与土壤湿度呈显著负相关(R~2=0.38~0.51)。该研究对进一步明确干旱区盐湖生态系统土壤呼吸变化规律和影响因素,以及对估算区域碳平衡及"碳汇"功能具有重要意义。     

应重视硝态氮同化过程在降低土壤硝酸盐浓度中的作用

在保证生产力条件下,采取合理的氮肥管理措施降低土壤硝态氮浓度对降低氮污染至关重要。当前,应用硝化抑制剂能够有效延缓铵态氮的硝化速率,进而降低土壤硝态氮淋溶损失和氮氧化物排放,但是其缺点显而易见:促进氨挥发并引起硝化抑制剂污染。好氧条件下,土壤硝态氮净变化量取决于产生(硝化)和消耗(硝态氮同化)的量。但是,一直以来,受微生物优先利用铵态氮这一传统观点的影响,人们普遍认为农田土壤微生物较少利用硝态氮,很大程度上忽视了对硝态氮同化过程的研究。该过程独具优势,它将硝态氮转变为微生物生物量氮进行短期储存并发生再矿化,具有保氮功能且环境友好。加入特定的碳源可以提高硝态氮同化这已是不争的事实,未来应加强硝态氮同化降低土壤硝酸盐累积方面的研究:(1)外源碳影响硝态氮同化的微生物驱动机制是什么?(2)怎样才能操控硝态氮同化和再矿化过程,使得作物氮需求和土壤氮供应相匹配,进而降低氮损失?(3)在碳源充足的条件下,反硝化作用亦会增强,如何才能做到在提高硝态氮同化的同时避免反硝化氮损失?     

不同有机培肥模式下双季稻田碳汇效应与收益评估

本研究基于1981年开展的有机肥长期定位试验,研究了不同有机肥种类、用量和施用方式对稻田生态系统碳排放、系统碳固定与净碳汇的影响,并对各处理经济效益进行了比较,为实现农业低碳、高值、高效生产提供理论参考。本研究所选取的有机肥处理包括:不施肥对照(CK);早稻施用绿肥紫云英15 t·hm-2,晚稻不施有机肥(M1);早稻施用两倍绿肥紫云英30 t·hm-2,晚稻不施有机肥(M2);早稻施用绿肥紫云英15 t·hm-2和猪粪15 t·hm-2,晚稻不施有机肥(M3);早稻施用绿肥紫云英15 t·hm-2+晚稻施用猪粪15 t·hm-2和冬季稻草覆盖4 500 kg·hm-2(M4);长期施用化肥(NPK)等5个处理。每5年于晚稻收获后采集土样测定土壤有机碳含量,并测定每年的早晚季水稻产量与生物量,用于估算系统收益与碳收支(5年平均)。结果表明:与不施肥对照相比,各施肥处理水稻产量均显著提高(P0.05),增幅为30.88%~96.52%,且随着施肥年限的增加,M4处理增产作用最大。长期施用有机肥显著提高红壤稻田土壤固碳能力,且有机肥用量增加系统土壤固碳能力增强,M2、M3、M4处理土壤固碳量显著高于M1、NPK和CK处理;稻田植株固碳量也显著提高(P0.05),M4和M3最高,双季稻植株固碳量为6.76~8.83 t(C)·hm~(-2)·a~(-1)。长期施用有机肥下稻田系统净碳汇显著增加,与对照相比施肥处理(M1、M2、M3、M4、NPK)系统净碳汇增加1.43~3.93 t(C)·hm~(-2)·a~(-1),系统碳汇效应显著(P0.05)。同一处理不同施肥年限由生产活动所引起的碳排放量保持不变,系统净碳汇量差异主要表现在系统固碳量上,其变化趋势与水稻产量变化趋势基本一致。长期施用有机肥显著降低了化肥投入,稻田生态系统经济效益显著增加(P0.05),并以M4处理最高,达25 683.7$·hm~(-2)·a~(-1)。综上结果表明:长期施用有机肥显著提高双季稻田碳汇效应与经济效益(P0.05),绿肥紫云英与猪粪和秸秆配施稻田生态系统碳汇效益与经济效益较单施绿肥紫云英优势明显。