不同生物炭对湿地松各组分生物量和碳储量的影响

通过将不同生物质原料(木屑和鸡粪)放置在低温(400°C)无氧条件下进行裂解,形成不同生物炭,研究了不同生物炭对湿地松不同组分(树叶、树皮、树枝和树干)生物量、碳密度、碳储量以及碳素年净固定量的影响。试验结果表明:以木屑和鸡粪为原料制备而成的两种生物炭p H和养分含量等性质差异显著;生物质裂解后,木屑p H由8.25降到木屑炭的7.46,而鸡粪炭p H为10.48,高于鸡粪的9.35;同时,C、N、P和K元素在两种生物炭中均出现富集,鸡粪生物炭N、P和K含量显著高于木屑生物炭,但两种生物炭速效P和速效K占总P、总K的比例与原料相比均出现显著降低。经过一年试验,鸡粪生物炭还田处理显著提高湿地松各个组分生物量,其中湿地松地上部分生物量增量是对照的4.92倍,而木屑炭处理对湿地松各个组分生物量影响不显著;木屑炭和鸡粪炭处理改变湿地松生物量增量在树叶和树皮中的分配比例,但对湿地松各个组分的碳密度影响不显著;鸡粪炭处理能显著提高湿地松各个组分碳素年净固定量,该处理湿地松地上部分碳素年净固定量(99.64 g/棵)分别是木屑炭处理(19.85 g/棵)和对照处理(25.77 g/棵)的5.02倍和3.87倍。由此可见,鸡粪炭可以作为提高林木土壤肥力的改良剂。     

长期施肥对河西绿洲灌漠土有机碳库储量及水稳性团聚体的影响

土壤有机碳与土壤质量和全球气候变化关系极为密切,为探明河西绿洲灌漠土农田土壤有机碳库的变化规律,以1982年设置在西北干旱区的长期定位试验为基础,研究了长期施肥对土壤有机碳库及水稳性团聚体的影响。研究结果表明,与1982年起始值相比,无论是化肥单施或配合施用,耕作层土壤(0~20 cm)有机碳储量都年均降低160 kg hm-2。施用有机肥,年均投入有机碳2342 kg hm-2,不但可完全抵消土壤有机碳降低的趋势,而且以年均260 kg hm-2的速度递增。27年连续施用有机肥可增加土壤有机碳和全氮储量7015 kg hm-2和1298 kg hm-2,相当于有机肥中有机碳和全氮输入量的31%和25%。因此维持或提高河西绿洲灌漠土有机碳储量,年最少有机碳投入量为516 kg hm-2。长期施用有机肥显著增加了土壤大水稳性团聚体(0.25mm)的数量和有机碳在大水稳性团聚体中分配比例,进而增强了有机肥中有机碳的土壤固存率。     

利用农业土壤固定有机碳——缓解全球变暖与提高土壤生产力

大气ＣＯ２浓度急剧升高与全球气候变暖是当今最令人关心的环境问题之一。农业具有作为大气ＣＯ２源和库的双重潜力。鉴于多年的小耕、免耕和合理轮作等农业管理措施已明显增加北美土壤有机碳含量,美国和国拿大两国土壤学家认为这里的土壤已从大气ＣＯ２的供体转变为固定大气ＣＯ２的库。美加两国将在今后２０ａ内增加土壤有机碳储量１１亿ｔ,这相当于两国在京都全球气候变化大会承诺到２００８至１０１２年减少ＣＯ２排放量的１５％。因此,北美土壤学家和政府有关部门正积极争取将土壤固碳纳入全球瘟室效应气体控制公约的国际谈判桌上。中国土壤固碳潜力较美加两国要大,采用少耕、免耕、作物桔杆还田及引进覆盖作物等农艺措施不仅恢复中国退化中的土壤肥力,也将在未来的温室效应气体控制谈判中保护中国发展中的工业。     

生物炭连续施用对油菜产量及旱地红壤溶解性有机碳光谱特征的影响

【目的】揭示生物炭连续添加对旱地红壤溶解性有机碳的影响。【方法】通过定位试验,探讨了低剂量(0.75～1.5 t hm^-2)生物炭连续施用7年后油菜产量、土壤理化性质和溶解性有机碳荧光光谱组分及参数变化特征。【结果】与对照(CK)相比,生物炭施用降低了土壤交换性Al3+含量(0.69～0.87 cmol kg^-1),提高了土壤pH(0.13～0.21个单位)、有机质含量(11.7%～18.1%)和可溶性碳含量(127.5%～127.8%);油菜单株角果数提高了39.8%～45.2%,油菜产量增加了3.5%～20.3%,其产量随着生物炭添加量呈递增趋势。连续施用生物炭有利于增加溶解性有机碳中类酪氨酸和类富里酸的比例,且显著降低了微生物代谢产物的比例。与CK相比,连续施用生物炭后土壤溶解性有机碳荧光指数降低了4.4%～10.6%,新鲜度指数降低了17.4%～18.4%,自生源指数降低了0.26(22.6%),而腐殖化指数增加了1.2%～5.1%。相关分析表明溶解性有机碳与pH呈显著正相关,而与交换性Al3+呈显著负相关;微生物代谢产物与pH呈显著...     

碳酸盐及其组分测定方法在行业特定体系中的研究进展

准确测定、预测工业生产、生命科学以及环境监测等行业特定体系中的碳酸盐及其组分在开发有价资源、阻垢防垢延长生产周期、表征动/植物生理特征以及探究自然界碳循环等方面均具有十分重要的意义。现有碳酸盐及其组分常规测定方法主要针对有条件限制的一般碳酸盐体系,由于未考虑不同行业特定体系的差异,往往会导致常规测定方法精度较低,难以达到不同行业应用要求。为了分析碳酸盐及其组分测定方法在行业特定体系中的发展潜力,该研究综述现有公开发表的论文,引入 NO₃^- 改进的阿廖金分类法,对行业特定体系类别进行界定;依据碳酸盐存在形式与碱度、 pH 值变化关系测定游离碳酸、 CO₃^2- 和 HCO₃^- 的原理,分行业梳理了特定体系中碳酸盐及其组分测定方法、适用范围及其与行业特定体系类别之间的关系并展望了发展方向。结果表明：当前不同行业特定体系的碳酸盐及其组分测定方法可划分为四大模式,包括：系统自动化并实现现场检测模式、化学滴定与仪器分析联用模式、新型离子选择电极研发模式以及引入新方法模式,不同行业特定体系可依据后续应用需求选择适合的模式。未来仍需开展如下工作：1）加快实现行业特定体系中碳酸盐及其组分测定方法的标准化;2）补充完善各类行业特定体系中总碱度的表达式,弥补测定方法在各类行业发展中的不均衡;3）优化并创新化学滴定与仪器分析联用模式,结合自动化趋势,形成准确测定并拓宽方法适用范围的关键技术,实现各类行业特定体系间的联动;4）进一步探求新方法在准确测定的应用。研究可为开发新的行业特定体系中碳酸盐及其组分准确测定方法技术提供参考。     

“双碳”目标下水土保持碳汇浅析

水土流失造成碳流失,水土保持措施形成碳汇。本文探析了当前水土保持碳汇的主要途径、作用机理,分析了水土保持碳汇面临的现实困境,在实现“双碳”目标背景下,建议加强水土保持碳汇示范区建设,健全水土保持碳汇标准体系和交易市场机制,从而推进水土保持生态产品价值的实现。     

气候变化与水保生态建设对策之浅识

全球气候变暖是"温室效应"带来的,这既是一种自然现象,同时又是人类活动影响的结果。目前国际上应对气候变化的重大行动靠碳汇。水保林草植被具有吸碳固碳放氧的作用。在建设秀美山川伟大号召指引下,我国的植被得到了大面积的恢复和保护,黄土高原由黄变绿,水保生态建设为碳汇作出了突出贡献。以紧急输水挽救塔里木河、黑河和湿地生态危机为实例,说明水土资源是保障林草植被生长、发挥作用的根本。搞好水土保持生态建设,就是实施最有力的"碳汇"能力建设工程,就是对减缓气候变化的最大贡献。建议加强宣传,坚持减排和吸碳两手抓,重视绿色发展的典型引路,探索建立生态补偿新机制。     

基于科学知识图谱谈土壤有机碳研究进展

以"土壤有机碳"为主题词,从ISI Web of Science数据库核心集中检索出1975—2018年文献2 258篇,运用CiteSpace知识图谱分析工具,对合著国家、作者、机构、学科领域、文献共被引网络以及关键词共现网络等进行可视化分析,对土壤有机碳的研究进展及演变趋势进行了图谱解读和追踪分析。结果表明:(1)土壤有机碳研究经历了起步、发展、稳定三个阶段;(2)土壤有机碳研究具有很强的学科交叉性,涉及环境生态学、环境科学、农业综合、农艺学、化学、农学及生态学等众多学科领域;(3)当前的研究方向主要为土壤有机碳储量与稳定土分离;(4)研究趋势已转为碳储量与耕地管理研究;(5)中国土壤有机碳研究起步较晚但发展迅速,在国际上处于重要地位。     

空气湿度对柴油机NOx和碳烟排放影响的模拟分析

为了解空气湿度对柴油机排放的影响,该文利用KIVA-3V软件,建立柴油机燃烧过程模型,研究了空气含湿量分别为0、5、10和20g/kg时柴油机NOx和碳烟排放的变化规律,模拟了热物性参数、进气成分、燃烧中间产物演化过程。计算结果表明:随着空气湿度增加,NOx排放近似呈线性减少,含湿量20g/kg时NOx排放可减少30%以上,除大负荷外,湿度对碳烟排放影响均较小。随着湿度增加,除了N2和O2减少,自由基O和OH也会减少。在大负荷、高湿度时,O2浓度的下降并由此引起的碳烟氧化量减少是碳烟生成量增加的重要原因,空气湿度对碳烟排放具有双重影响。     

侵蚀条件下土壤有机碳流失研究进展

全球土壤有机碳库储量丰富且活跃,而作为碳流失主要驱动力的土壤侵蚀对陆地碳循环影响巨大,揭示其影响将对气候变化背景下深刻理解碳收支过程和相关政策的制定具有重要意义。该文主要介绍了近年来国内外关于水蚀和风蚀影响土壤有机碳流失过程的研究进展,分析了侵蚀条件下土壤碳的源汇争议,简述了土壤有机碳流失的原位和异位环境效应,并提出了相关研究的主要现实问题和未来发展方向。在侵蚀进程中,土壤有机碳的固定与流失并存,流失部分主要包括在地表径流泥沙和土壤呼吸过程中,当前相关研究多集中于侵蚀有机碳的去向问题。在一定的景观范围内,定量刻画侵蚀过程中土壤碳输入输出关系是今后区域碳循环研究领域亟待解决的关键科学问题。