腾格里沙漠东南缘人工固沙植被区表层土壤有机碳矿化对凋落物添加的响应

土壤有机碳矿化是调控土壤碳库时空格局、土壤碳收支平衡和植物养分供应的重要过程，植物残体和凋落物分解释放CO₂直接影响着土壤有机碳矿化。研究了不同类型凋落物对腾格里沙漠东南缘建植于1956年的人工固沙植被区土壤有机碳矿化过程及其对水分和温度的响应特征。结果表明：凋落物添加显著促进了有机碳矿化，添加柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）、油蒿（Artemisia ordosica）、小画眉草（Eragrostis minor）凋落物后，CO₂-C最大矿化速率分别增大了6.94、5.17、3.46倍，0~5 cm层土壤是5~10 cm层土壤的1.09、1.55、1.22倍；CO₂-C累积释放量分别增加了3.73、3.38、2.34倍，0~5 cm层土壤是5~10 cm层土壤的1.17、1.30、1.57倍。凋落物对有机碳矿化的促进作用与温度和水分密切相关，25℃时，CO₂-C平均释放速率、最大释放速率、累积碳释放量分别是10℃的2.21、3.60、2.21倍，而含水量10%时，CO₂-C平均释放速率、最大释放速率和累积碳释放量分别是含水量5%时的1.25、1.20、1.25倍。相关性分析表明，凋落物碳氮含量、碳氮比、木质素比氮和土壤有机碳以及全氮是影响有机碳矿化的主要因子。凋落添加土壤后潜在可矿化碳表现为柠条锦鸡儿>油蒿>小画眉草>对照。凋落物添加显著促进了有机碳矿化过程及碳周转，植被恢复过程中草本植物凋落物的输入更有利于土壤碳固存，凋落物对土壤碳库的调控作用受土壤理化性质和水热等环境因子的共同作用影响。     

黄河源区高寒草地土壤有机碳储量及分布特征

选择位于黄河源区的青海省果洛藏族自治州为研究区,利用第二次全国土壤普查所得的土壤剖面数据以及55个典型土壤剖面的地理位置、土层深度、有机质含量、面积、理化分析数据和1:50万数字化土壤类型图,在GIS的支持下利用土壤类型法对黄河源区草地土壤碳库进行了估算。结果表明,黄河源区土壤碳密度较高,平均土壤有机碳密度为29.97 kg/m²,高寒草地土壤有机碳库主要由高山草甸土和高山草原土的有机碳库构成,研究区土壤有机碳总储量达15×10⁸tC。区域草地土壤有机碳密度及储量呈明显的水平和垂直分异规律。     

高寒草甸土壤有机碳储量及其垂直分布特征

青藏高原是全球变化的敏感区。高寒草甸草原是青藏高原上最主要的放牧利用草地资源之一。选择青藏高原东北隅海北站内具有代表性的高寒草甸土壤进行高分辨率采样,测定土壤根系和有机碳含量。研究得出,青藏高原高寒草甸土壤贮存有巨大的根系生物量 (23544.60 kg ha^-1~27947 kg ha^-1) 和土壤有机碳 (21.52 GtC);自然土壤表层 (0~10 cm) 储存了整个剖面土壤有机碳总量的30%左右。比较发现,高寒草甸土壤的有机碳平均贮存量 (23.17×10⁴ kgCha^-1) (0~60 cm) 较相应深度的热带森林土壤、灌丛土壤和草地土壤的有机碳贮存量高约1~5倍多。在全球碳预算研究中,青藏高原高寒草甸土壤有机碳库不可忽视。随着全球变暖,表层土壤有机碳分解释放的CO₂将增加。为了减少高寒草甸生态系统的碳排放,应加强高寒草甸土壤地表覆被的保护,合理种植深根系植物。这对减缓全球大气CO₂浓度升高的速率以及可持续开发高寒草甸的生态服务功能都具有重要意义。     

基于1:100万土壤空间数据库的有机碳储量估算研究——以中国东北三省为例

以最近建成的中国1:100万土壤空间数据库以及《中国土种志》和省级土种志的土壤属性为基础,共收集东北三省736个土壤剖面理化分析数据,估算出该地区土壤有机碳总储量,并分析讨论了土壤有机碳密度在空间上的分布特征。结果表明,东北三省土壤有机碳密度平均为16.13 kg/m²,在空间分布上的总趋势为东北部高,西南部低,密度较高的有机碳主要分布在原始森林、湿地及部分农业耕作区中。土壤有机碳密度最高的土类为泥炭土和沼泽土等土类,最低的为石质土、风沙土等土类。     

皖江自然湿地土壤碳密度及其开垦为农田后的变化

于2005年分别采集了安徽沿江4个淡水湖泊的自然湿地及其周边围垦农田的代表性土壤剖面样品,测定了总有机碳含量,讨论了天然淡水湿地有机碳密度与深度分布特征及其开垦为农田后的变化。结果显示,湿地表层（0～30cm）和全剖面（0～100cm）中的碳密度分别为42．5～57．4t／hm^2和81．5～91．6t／hm^2;而农田则分别为22．4～48．4t／hm^2和41．4～76．5t／hm^2。湿地开垦为农田后,土壤表层和全剖面的土壤有机碳含量明显降低,且有机碳含量的变异性增大。表明湿地开垦为农田后,其碳库失去稳定性。但是,开垦的旱地土壤的有机碳含量和碳密度显著低于开垦的稻田,故湿地开垦为旱地更不利于湿地碳库保护。因而,将湿地垦殖为水田是相对较有利于湿地碳库保护的人为土地利用方式。湿地开垦的碳库损失可能是土壤的大气CO2源效应的主要途径。     

新疆巴音布鲁克天鹅湖湿地有机碳储量初步估算

2013年8月,以位于新疆维吾尔自治区天山中部的巴音布鲁克天鹅湖湿地为研究区,通过野外调查和采样,对巴音布鲁克天鹅湖湿地植物、土壤和水体有机碳含量进行了研究,估算了该湿地的有机碳密度和储量。结果表明,天鹅湖湿地土壤有机碳密度为5.10 kg/m2,植物地上部分的有机碳密度为0.13 kg/m2,植物地下部分的有机碳密度为2.55 kg/m2,水体有机碳质量浓度为12.78 mg/L;天鹅湖湿地总有机碳储量约为51.675×108kg,其中,植物地上部分的总有机碳储量为1.123×108kg,占总有机碳储量的2.17%;土壤总有机碳储量为33.599×108kg,占65.02%;植物地下部分的总有机碳储量为16.945×108kg,占32.79%;水体总有机碳储量约为0.008×108kg,占0.02%。     

1980s-2010s中国陆地生态系统土壤碳储量的变化

土壤作为陆地生态系统有机碳库的主体,在全球碳循环中起着重要作用。然而,当前区域土壤有机碳储量的变化情况及其碳源/汇功能仍然不清楚。利用中国1980s （1979-1985年）第二次土壤普查数据,同时收集整理2010s（2004-2014年）已发表的有关中国土壤有机碳储量（0~20 cm和0~100 cm）的文献数据,综合评估了1980s-2010s中国土壤有机碳储量的变化情况,并分析森林、草地、农田和湿地等生态系统土壤碳源/汇功能;同时结合现有的中国植被碳储量变化研究,进一步探讨了1980s-2010s中国陆地生态系统的碳源/汇效应。研究发现：① 1980s-2010s中国土壤（0~100 cm）有机碳储量净增长3.04±1.65 Pg C,增长速率为0.101±0.055 Pg C yr^-1,其中表层土壤（0~20 cm）的碳汇效应明显;② 森林土壤是固碳主体,净增长2.52±0.77 Pg C,而草地和农田土壤增长有限,分别为0.40±0.78和0.07±0.31 Pg C;③ 湿地有机碳储量净减少0.76±0.29 Pg C;④ 中国陆地生态系统的碳汇效应较强,总碳汇量相当于同期（1980-2009年）化石燃料和水泥生产排放CO₂总量的14.85%~27.79%。随着中国森林和草地生态系统植被和土壤的进一步保护、恢复和重建,中国陆地生态系统具有较大的碳汇潜力,在未来全球碳平衡中将发挥更大的作用。     

闽东滨海湿地土壤有机碳含量分布格局

为了揭示闽东滨海湿地土壤有机碳的分布格局,对闽东滨海不同类型湿地土壤有机碳含量进行了测定和分析.结果表明,不同湿地类型0～60 cm土壤有机碳含量介于5.34～12.94 g/kg之间,平均值为7.78 g/kg.其中,红树林的有机碳含量为12.94 g/kg;稻田的有机碳含量为8.67 g/kg;水产养殖场的有机碳含量为6.64 g/kg;水域的有机碳含量为5.81 g/kg;潮间裸滩的有机碳含量为5.33 g/kg.土壤有机碳含量垂直分布格局为裸滩和水域由表及里逐渐减少;稻田呈现先减小后增大的趋势;而红树林与水产养殖场的土壤有机碳含量都在20～40cm土层达到最大值.闽东滨海湿地土壤有机碳水平分布格局为霞浦县最大,蕉城区次之,福鼎市最低.不同湿地类型土壤有机碳储量也不同,红树林的有机碳储量为5.66 kt/km2;稻田的有机碳储量为3.42 kt/km2;水产养殖场的有机碳储量为2.75 kt/km2;水域的有机碳储量为2.69 kt/km2;潮间裸滩的有机碳储量为2.11 kt/km2.土壤有机碳含量与全氮含量、碳氮比呈显著正相关(p＜0.01),与pH呈显著负相关(p＜0.01),表明在土壤中的氮主要以有机氮的形态存在.     

盐土和碱土土壤无机CO2通量的分离

干旱区盐碱土无机CO₂通量是一个崭新、独特的科学现象,打破了土壤CO₂通量完全来自于有机源的假设;然而,盐碱土无机CO₂通量在土壤CO₂通量和全球碳循环中的重要性还缺乏分离和量化的依据,因而存在很大的不确定性。通过采用高压灭菌的方法,将盐土和碱土的土壤无机CO₂通量从土壤CO₂通量中分离。结果表明：高压灭菌方法并不改变土壤的理化性质,并通过土壤有机CO₂通量与温度的关系验证了分离方法的有效性,从而为盐碱土无机CO₂通量的分离、量化和评估提供了一个可靠有效的方法。盐碱土的土壤无机CO₂通量是土壤CO₂通量的重要组分,土壤无机CO₂通量的分离对精确解析干旱区盐碱土生态系统的碳循环是必要的;对盐碱土土壤无机CO₂通量的研究,将促进对干旱区盐碱土土壤CO₂通量和全球碳循环的理解。     

基于景观格局的现代黄河三角洲滨海湿地土壤有机碳储量估算

利用2000年和2009年的TM影像数据,对现代黄河三角洲滨海湿地的景观进行分类,将其划分为9种景观类型.利用ArcGIS9.3软件,依据2009年黄河三角洲滨海湿地GPS土壤定点采样点的理化分析数据,计算出土壤有机碳密度,并进行空间插值,结合各景观类型分布面积,估算表层(0～30 cm深度)土壤有机碳密度和储量.研究结果表明,2000～2009年,研究区的总面积增加,土壤有机碳密度为0.73～4.25 kg/m2; 2000年和2009年的土壤总有机碳储量分别为3.43×106t和3.17×106t.各景观类型的土壤有机碳储量随着其面积的变化而变化,面积变化最明显的景观类型是滩涂、灌草地、农田和盐田养殖池,导致这种变化的原因是自然因素和人为因素共同作用的结果.减少和限制人类活动、保护表层土壤对黄河三角洲滨海湿地土壤碳库的持续稳定发展非常重要.     

泥河水库春季水-气界面二氧化碳通量与其影响因子的相关性分析

利用静态箱-气相色谱法对泥河水库春季水-气界面二氧化碳通量值进行连续24h观测,对其变化趋势及影响因素加以分析。结果表明:泥河水库24h均为大气CO2的源,其碳通量均值为26.50mg/(m2·h),全天源的极大值出现在1∶00为32.38mg/(m2·h),源的极小值出现在13∶00为20.15mg/(m2·h)。在春季影响泥河水库水-气界面CO2通量变化的主要因素是气温、叶绿素和风速,相关系数分别为0.671、0.625、0.253。结论:水库水-气界面CO2通量的变化是多种因素共同作用的结果,春季水库是大气CO2主要碳源之一。     

中国产业结构变动的碳排放效应研究——基于省级面板数据

在二氧化碳(CO2)排放影响因素的模型框架内,利用1995—2008年中国省级的面板数据,着重分析产业结构演变对CO2排放的影响。结果表明,产业结构演进决定CO2排放的基本走向,刚性产业结构演进特征使单位CO2排放居高不下;二产主导的产业结构对我国CO2排放产生了明显的增速效应,延缓了CO2排放倒"U"型变化过程。因此,依托低碳经济助推产业结构升级,优化第一、第二产业内部结构,大力发展第三产业,转向低能耗低CO2排放的产业结构是中国低碳经济发展的必由之路。     

一次能源消费导致的二氧化碳排放量变化

从不同燃料和不同地区入手,分析了我国1995~2006年间一次能源消费导致的二氧化碳排放量变化情况。结果表明:1995~2006年间,我国一次能源消费导致的二氧化碳年总排放量呈现"先减少后增加"的发展态势,其拐点出现在2000年,而且2001年后各个省(区、市)的二氧化碳年排放量较前期均有大幅度的增加,总排放量由1995年的78678万t碳增长到2006年的146919万t碳,年均增长率5.84％,人均二氧化碳年排放量也由0.62t碳/人增加到1.12t碳/人;煤炭消费导致的二氧化碳排放量占全国二氧化碳年总排放量的79%~85％;我国七大区和大部分省(区、市)二氧化碳年排放量与全国总排放量有类似的发展态势,其中华北、华东地区二氧化碳排放量居全国首位,山西省的二氧化碳排放量位居全国第一。     

经济层面和技术层面的碳减排研究

相关资料和事实表明,全球气候发生了很大的变化。二氧化碳是温室效应中最重要的温室气体,碳减排工作是缓解温室效应的一项重要措施,为当前科学研究热点之一。本文主要从经济和技术两个方面,较为系统和全面地介绍了当前碳减排方面的研究进展。经济层面的研究,包括数量化模型、碳税机制和碳减排附加效应几个方面。专业技术方面的研究,包括对碳行为的源汇和贮量的计算研究、碳循环研究、以及减少碳排放的工业技术的运用等。文章还简要提出了中国在碳减排研究方面应采取的几点措施。     

Carbon dioxide fluxes of soils and mosses in wet tundra of Taimyr Peninsula, Siberia: controlling factors and contribution to net system fluxes

Knowledge of the environmental controls of carbon dioxide fluxes is essential for understanding the dynamics of carbon exchange between ecosystems and atmosphere. In this study we investigated soil respiration and moss photosynthesis as well as their contribution to the net carbon dioxide flux of two different wet tundra systems. During two summers, in situ carbon dioxide fluxes were measured in a tussock tundra and in a low-centre polygonal tundra on Taimyr Peninsula, central Siberia. Measurements were carried out by means of a multichannel gas exchange system. Results show pronounced differences in soil respiration rates as related to microscale topography, mainly due to differences of soil water table and soil temperatures. Modelling of soil respiration for individual microsites revealed differences of process performance with respect to both factors. The wet microsites showed the highest potential regarding an increase of soil respiration rates in warmer and drier climate change scenarios. Another important process compensating the CO₂ release from the soil was the photosynthesis of the moss layer, assimilating as much as 51% to 98% of the daily amount of carbon dioxide released from wet tundra soils. This result demonstrates the importance of mosses in the context of tundra ecosystem processes. The magnitude of net system fluxes of the whole system at the depression of the polygonal tundra was strongly influenced by changes in soil water table. Consequently, any changes of the hydrology, as anticipated in the context of global change, would effectively alter the carbon balance of wet tundra systems.     

THE PEATLAND/ICE AGE HYPOTHESIS REVISED, ADDING A POSSIBLE GLACIAL PULSE TRIGGER

Carbon sequestering in peatlands is believed to be a major climate‐regulating mechanism throughout the late Phanerozoic. Since plant life first evolved on land, peatlands have been significant carbon sinks, which could explain significant parts of the large variations in atmospheric carbon dioxide observed in various records. The result is peat in different degrees of metamorphosis, i.e. lignite, hard coal and graphite. During phases of extensive glaciations such as the 330–240 Ma Pangea Ice Age, atmospheric carbon dioxide was critically low. This pattern repeats itself during the Pleistocene when carbon dioxide oscillates with an amplitude of c. 200–300 ppmv. This paper suggests that the ice age cycles during the Pleistocene are generated by the interglacial growth of peatlands and the subsequent sequestering of carbon into this terrestrial pool. The final initiation of ice age pulses towards the end of inter‐glacials, on the other hand, is attributed to the cyclic influx of cosmic dust to the Earth surface, which in turn regulates cloud formation and the incoming shortwave radiation. These shorter cycles have a frequency of c. 1000‐1250 years and might be connected to sunspot or other low frequency solar variations. In a wider context the ice age cycling could be regarded as an interplay between terrestrial life on the high latitudes of the northern hemisphere and the marine subsurface life in the southeast. If the results presented here are correct, the present global warming might just be the early part of a new warm period such as the Bronze Age and the Roman and Medieval Warm periods. This could be caused by entry into another phase of decreasing influx rates of cosmic dust. The increasing concentrations of atmospheric carbon dioxide might have contributed to this warming but, most important of all, it might temporarily have saved us from a new ice age pulse.     

北京市服务业碳排放增长的分解分析

The output as well as carbon dioxide emissions of tertiary industry have increased continuously in Beijing. Therefore, the tertiary industry has become a new field that needs to be explored for energy saving and emission reduction. This paper calculates the direct and indirect carbon dioxide emissions of tertiary industry in Beijing from 2005 to 2012 using the input-output analysis method. The results indicate that both the direct and indirect carbon dioxide emissions increased continuously and the latter grew more quickly than the former. The growth of the direct and indirect carbon dioxide emissions of tertiary industry was decomposed, which showed that four factors influence the growth of carbon emission of the tertiary industry, including the changes of industrial scale, industrial structure, energy consumption intensity and carbon coefficient. The results show that the industrial scale advancement and the direct energy carbon coefficient change promote the increase of direct carbon dioxide emissions, while the shift of industrial structure and the change of direct energy consumption intensity have the restrain on it. The industrial scale enlargement, industrial structure shift and the indirect energy carbon emission coefficient change promote the growth of indirect carbon dioxide emissions, while the indirect energy consumption intensity change has a restrain.     

干旱沙区生物土壤结皮覆盖土壤CO2通量对脉冲式降雨的响应

水分是干旱区生态过程中主要限制因子,降水可通过改变土壤的干湿状况直接影响土壤的生态过程,继而引起土壤碳库的变化。生物土壤结皮作为干旱区主要的地表覆盖物,其自身不但可以进行呼吸作用,还能充分利用有限的水分通过光合作用固碳,改变土壤圈与大气圈之间的碳交换通量。通过模拟0、2、5、8、15 mm降雨,利用红外气体分析仪,对腾格里沙漠东南缘人工固沙植被区主要的生物土壤结皮覆盖土壤净CO₂通量进行了原位测定,探讨生物土壤结皮覆盖土壤CO₂释放和光合固定CO₂(吸收)共同作用下的土壤净CO₂通量对模降雨的响应特征。结果表明:(1)降雨会迅速激发生物土壤结皮覆盖土壤CO₂释放,降雨激发CO₂释放速率和有效时间取决于降雨量,降雨量越高,激发程度越低,激增的生物土壤结皮覆盖土壤CO₂释放(源)效应有效时间随降雨量的增加而延长;降雨激发的土壤碳释放总量随着降雨量的增加显著增加,且藓类结皮覆盖土壤碳释放总量显著高于藻类结皮(P<0.05)。(2)降雨引起生物土壤结皮覆盖土壤CO₂吸收速率在初期呈单峰变化,后逐渐回归到降雨前的水平,随降雨量的增加,CO₂吸收的效应的时间越长,峰值越高;降雨量越高,生物土壤结皮光合碳固定量越多,当降雨量增加到15 mm时,藻类结皮光合碳固定量显著低于8 mm时的碳固定量;降雨量<5 mm时,藓类结皮光合碳固定量显著低于藻类结皮(P<0.05),≥5 mm时,藓类结皮光合碳固定量显著高于藻类结皮(P<0.05)。(3)干旱荒漠地区生物土壤结皮覆盖土壤,在无降雨的干旱期表现为较低水平的净碳排放效应,不同程度降雨的初期阶段都有短暂的增加土壤碳的汇效应,且碳汇效应的时间随降雨量的增加而延长;适度的降雨会降低长期干旱藻类结皮覆盖土壤向大气的碳排放量,而过高或过低的降雨都会不同程度地增加藻类结皮覆盖土壤向大气的碳排放,降低土壤碳的储量。不论降雨量大小,降雨都会增加藓类结皮覆盖土壤更多碳向大气排放,但随着降雨量的增加,源效应逐渐减弱。降雨量≤8 mm时,藓类结皮覆盖土壤净碳排放总量显著高于藻类结皮(P<0.05),当降雨量>8 mm时,藓类结皮覆盖土壤净碳排放量显著低于藻类结皮覆盖土壤(P<0.05)。因此,干旱区在估算生物土壤结皮覆盖土壤与大气碳交换对降雨的响应规律时,应该充分考虑降雨量大小对生物土壤结皮碳固定量和土壤碳释放组分的效应,明确降雨事件大小对不同类型生物土壤结皮覆盖土壤与大气之间碳交换的作用。     

潮汐湿地土壤碳矿化及其对电子受体响应研究进展

潮汐湿地是一种重要的湿地类型,受周期性变化的潮汐水位和盐分等特殊因子的影响,其土壤碳矿化过程亦具独特性,综述了潮汐湿地土壤碳矿化及其对电子受体响应的最新研究进展。结果表明,潮汐湿地土壤碳矿化除有氧碳矿化外,三价铁和硫酸盐还原过程主导的厌氧碳矿化也是土壤碳矿化的重要途径;潮汐湿地类型中的红树林土壤碳矿化速率高于盐沼土壤碳矿化速率,并均以二氧化碳为土壤碳矿化的主要产物;生境的差异使不同电子受体在土壤碳矿化中的作用有所不同,并受到电子受体和电子供体数量的调节;潮汐、盐分、生物干扰等是影响潮汐湿地土壤碳矿化过程的主要因子。     

能源足迹核算的改进与预测——以吉林省为例

定量测度能源消费的生态环境影响是区域可持续发展评价的重要内容。以化石燃料燃烧-CO2排放-地表吸收的碳循环过程为研究对象,对现有模型的土地碳吸收能力测算等方面进行了修正,构建了基于净初级生产力的能源足迹改进模型,分析了1994～2008年的吉林省能源足迹及其各土地利用类型供给变化,并通过生态效应指数计算揭示了土地利用/...