中国海水养殖碳汇经济价值时空演化及影响因素分析

中国是全球海水养殖第一强国,养殖产量占世界总产量的70%以上。根据碳税法和人工造林法测算海水养殖碳汇经济价值,并探讨时空分异特征;采用LMDI指数分解法,分析海水养殖业碳汇能力影响因素。研究结果表明：① 2008—2017年碳汇量和经济价值均呈上升趋势,2017年经济价值达到91.8亿元;各省碳汇效率排名波动较大,效率和经济价值相对差异和绝对差异逐渐缩小,经济价值处于持续增长趋势。② 时空演化上,经济价值呈现出泛环渤海、泛长三角、泛珠三角三足鼎立分布态势,时空演化揭示了中国碳汇渔业在科学引导,合理布局,陆海统筹,试点先行,全国推广的演化机理,表明中国碳汇渔业发展态势趋好。③ 碳汇能力影响因素中,价值效应大于规模效应和结构效应,渔业相关的法律、法规对规模效应和结构效应的影响显著。研究海水养殖碳汇有利于促进海洋渔业高质量发展,以期为开发利用海洋渔业碳汇提供理论依据。     

上海湿地碳汇:挑战与应对

湿地碳汇的维持和增长对于上海建设低碳城市具有重要意义。上海自然湿地的年固碳能力经估算约72.4万t;碳汇集中在近海及海岸滩涂湿地中;土壤碳密度低,但固碳能力强;在遭受互花米草入侵后,固碳能力不减反增;当前上海的湿地碳汇面临着严峻挑战,维持湿地碳汇的前景不容乐观。建议通过加强自然湿地保育,科学合理地围垦,修复湿地网络,建设人工湿地来提高湿地固碳能力。     

张掖黑河湿地发展碳汇的优势与对策

根据国内碳汇发展现状,分析了张掖黑河湿地发展碳汇的优势与劣势,提出了发展湿地碳汇的对策。     

造林对陆地碳汇影响的研究进展

全球气候变化和土地利用变化影响着陆地碳源/汇的变化。造林作为一种土地利用变化,可以增加陆地碳汇,减缓大气中CO₂的积累。文中首先对陆地碳汇及其形成原因进行综述,肯定了造林在陆地碳汇中的重要作用,然后阐述了造林对陆地碳汇的影响途径、造林后植被碳和土壤碳的变化及相互联系,并对全球造林活动对陆地碳汇贡献潜力作简要介绍,最后指出当前研究中的不足及今后的努力重点。造林是重要的临时陆地碳库,加强对造林碳汇的客观研究,对我国具有重要的政治意义和科学实践意义。     

森林碳汇决策与农村可持续发展研究

认为有必要在基于碳汇的土地利用和当地可持续发展之间建立一种更加明确的联系.依托一个中国-加拿大合作项目,以中国贵州省黎平县为例,阐述了一种将森林碳汇、森林资源管理以及如何促进当地可持续发展联系起来的综合评估方法,并且着重介绍了能帮助资源管理和规划部门实施这种综合评估的土地利用决策支持工具(LUDST).     

基于模型模拟的中国秸秆还田固碳潜力空间格局分析（英文）

农作物秸秆还田作为农田土壤和养分管理的推荐做法之一,对于土壤有机碳(SOC)固定和CO_2减排具有重要意义。本研究利用环境政策综合气候模型(EPIC)模拟了4种作物秸秆还田情形下2001年至2010年中国农田表层土壤有机碳变化及其空间格局。模拟结果显示,秸秆完全移除(CR0%)下的土壤有机碳损失为28.89 Tg yr^–1,当前30%的秸秆还田(CR30%)能够减缓22.38 Tg C yr^–1的碳损失。若秸秆还田率从30%提高至50%(CR50%)乃至75%(CR75%),中国农田表层土壤将变为净碳汇。中国农田表层土壤固碳潜力在CR50%和CR75%情形下分别可达25.53 Tg C yr^–1和52.85 Tg C yr^–1,且在不同农业区存在空间异质性。单位面积土壤固碳潜力在西北和华北地区最高,而华东最低。华北地区具有最高的区域固碳潜力。在这十年间,CR50%和CR75%情形下增加的土壤表层有机碳相当于减少了1.4%和2.9%的中国CO_2排放总量。总之,我们建议鼓励我国农民将原本直接焚烧或用作家用燃料的秸秆返还田间以改善土壤性质和减缓大气CO_2增加,尤其是华北地区更应推行这一举措。     

2001—2021年中国湿地碳汇研究进展与热点趋势分析

明确湿地碳汇研究进展对于寻找突破点和研究方向具有重要意义。利用CiteSpace软件对中国知网2001—2021年湿地碳含量研究的1 183条文献进行了发文量、研究团队、研究机构、研究热点等的可视化分析,得出我国湿地碳汇研究特点和发展趋势。结果表明：1)2005年后发文量显著增长,2017年达到顶峰后呈波动增加趋势;2）中科院东北地理与农业生态研究所、东北林业大学、北京师范大学是我国湿地碳汇研究的主要机构;3）我国湿地碳汇研究从湿地—气候变化的响应关系起步,发展到湿地土壤修复模式的探究,现阶段主要为碳中和背景下湿地固碳植物的选育与驯化;4）我国湿地碳汇研究稳步发展,但仍存在湿地碳汇计算综合评价体系缺乏、较少从湿地修复与保护双角度出发去考虑湿地碳库在“碳中和”中的相关影响问题。本研究指出了加强区域合作,结合本土化数据构建我国湿地碳汇参数库可能是未来研究的重要课题。     

中国东北黑土地研究进展与展望

东北黑土区是世界四大片黑土区之一,它以高有机质和高肥力而著称,不仅是东北农业发展的基础,也是中国的粮仓,在保障国家粮食安全中具有举足轻重的地位。针对东北黑土自身的特色和面临的问题,首先描述了东北黑土地形成的条件及自然黑土的属性特征;其次阐述了黑土被开垦后农田化过程中土壤属性和肥力的演化情况,土壤有机质大幅度下降,土壤肥力降低,已严重影响到东北黑土地农业的可持续发展;在此基础上分析了黑土区耕作土壤不同保护途经及其对土壤肥力的影响机制;最后展望了未来黑土地理论研究的侧重点：应加大新技术、新方法和跨学科交叉理论的研究,培育更适合东北黑土地气候条件的高产优质作物品种,并结合目前黑土地保护的技术调控模式,优化作物种植模式,提升作物品质和产量,提高黑土区农业的综合生产力和竞争力、保证黑土区农业的永续利用。     

森林碳汇决策与农村可持续发展研究(英文)

认为有必要在基于碳汇的土地利用和当地可持续发展之间建立一种更加明确的联系.依托一个中国-加拿大合作项目,以中国贵州省黎平县为例,阐述了一种将森林碳汇、森林资源管理以及如何促进当地可持续发展联系起来的综合评估方法,并且着重介绍了能帮助资源管理和规划部门实施这种综合评估的土地利用决策支持工具(LUDST) .     

三岔河流域水文特征与化学风化碳汇效应

在喀斯特地区的流域产汇流过程中,由于富含碳酸的水体对可溶岩的溶蚀作用,导致河流断面输出大量溶解无机碳(DIC),反映了流域化学风化消耗大气CO2的强度,与流域水文过程密切相关。为了正确估算流域水文过程中化学径流及其碳汇效应,解析水文特征对流域地表过程中碳的生物地球化学行为的影响规律,以喀斯特地貌广布的三岔河流域三个水文站断面为例,研究了河源区河流水文特征与碳汇效应。结果表明:处于亚热带湿热环境下的喀斯特流域在观测水文年内,碳汇强度远大于非喀斯特的花岗岩流域且具有显著的季节变化,绝大部分的碳汇发生在高温多雨的6-11月。相关分析表明,流域碳汇强度与流域气温、降水和径流量呈显著的正相关关系;流域碳汇强度与河流总溶解固体物(TDS)浓度、DIC浓度呈显著的负相关关系。丰水期径流对河流TDS和DIC有明显的稀释效应。流域碳汇强度主要决定于河流TDS和DIC输出载荷而非河流TDS和DIC的浓度,与流域水文特征密切相关。     

Spatial Analysis of the Soil Carbon Sequestration Potential of Crop-residue Return in China Based on Model Simulation

Crop-residue return is a recommended practice for soil and nutrient management and is important in soil organic carbon (SOC) sequestration and CO₂ mitigation. We applied a process-based Environmental Policy Integrated Climate (EPIC) model to simulate the spatial pattern of topsoil organic carbon changes from 2001 to 2010 under 4 crop-residue return scenarios in China. The carbon loss (28.89 Tg yr^-1) with all crop-residue removal (CR0%) was partly reduced by 22.38 Tg C yr^-1 under the status quo CR30% (30% of crop-residue return). The topsoil in cropland of China would become a net carbon sink if the crop-residue return rate was increased from 30% to 50%, or even 75%. The national SOC sequestration potential of cropland was estimated to be 25.53 Tg C yr^-1 in CR50% and 52.85 Tg C yr^-1 in CR75%, but with high spatial variability across regions. The highest rate of SOC sequestration potential in density occurred in Northwest and North China while the lowest was in East China. Croplands in North China tended to have stronger regional SOC sequestration potential in storage. During the decade, the reduced CO₂ emissions from enhanced topsoil carbon in CR50% and CR75% were equivalent to 1.4% and 2.9% of the total CO₂ emissions from fossil fuels and cement production in China, respectively. In conclusion, we recommend encouraging farmers to return crop-residue instead of burning in order to improve soil properties and alleviate atmospheric CO₂ rises, especially in North China.     

黄土高原草地和农田生态系统碳滞留时间及固碳潜力

采用概率反演分析法估算黄土高原草地和农田生态系统各碳库滞留时间及固碳潜力。结果表明:除农田植物地上部分外,植物地上部分、地下部分、代谢性凋落物及土壤活性有机碳库滞留时间最短,为25~203d;惰性凋落物碳库滞留时间为2.4~3a;慢性有机碳库和惰性有机碳库滞留时间最长,分别为57.4~79.6a和593~598a。多年生草地的根系滞留时间显著高于农田;而农田代谢性凋落物碳库和慢性有机碳库的滞留时间显著高于草地。根据反演所得参数模拟,在当前气候和土壤条件下,农田和草地系统土壤有机碳在250a左右时达稳定状态,农田系统固碳潜力约为2 680g C·m^-2,草地约为3 130g C·m^-2。农田有机肥的输入能使土壤有机碳多固定4 000g C·m^-2。有机肥的输入及土壤有机碳周转缓慢使耕作农田比草地更有利于土壤有机碳积累。     

三江平原湿地生态系统固碳功能及其价值评估

固碳是湿地生态系统一项重要的服务功能。以三江平原（不包括完达山以南的穆棱—兴凯平原）为研究区,选取沼泽湿地、水稻田（人工湿地）、旱田为研究对象,通过固碳量及价值量评估方法,对比分析1982年、1995年、2000年和2005年三者固碳功能及其价值的差异。结果表明,随着沼泽湿地面积逐年萎缩,水稻田、旱田面积的增加,沼泽湿地固碳能力有所下降,而水稻田、旱田固碳能力则有不同程度的增加。4个时期沼泽湿地固碳价值均高于水稻田和旱田,除2000年外,水稻田的固碳价值低于旱田。2005年沼泽湿地固碳价值达751．957亿元,而水稻田和旱田固碳价值上限共计为52．945亿元。就固碳价值贡献率而言,历年沼泽湿地固碳价值贡献率高达93％以上;而水稻田单位面积固碳价值高于旱田。研究成果可为协调土地资源的开发利用,维持湿地生态系统碳“汇”功能提供数据参考。     

土壤侵蚀对农田中土壤有机碳的影响

碳主要在通气状态下释放出CO₂以温室效应的形式影响全球变化。当前,农田土壤固碳过程是土壤碳循环研究中的一个前沿领域,其中农田土壤再分布过程能否导致土壤固碳已引起科学上、政治上以及社会上广泛的兴趣。本文从不同的尺度阐述土壤再分布过程对土壤有机碳的影响。分别阐述土壤侵蚀和再沉积过程在全球碳循环,陆地碳库研究中的作用,土壤侵蚀与农田景观土壤有机碳动态、活性组份以及碳通量之间的关系,土壤再分布过程引起的土壤固碳机理。在此基础上指出今后迫切需要解决的问题。     

区域尺度陆地生态系统固碳速率和增汇潜力概念框架及其定量认证科学基础

陆地生态系统固碳速率、增汇潜力及其定量认证研究不仅是应对气候变化的急迫需求,更是地球系统碳循环科学研究的核心任务,也是陆地生态系统管理的科学基础。在过去20多年的碳管理实践中发展了许多增汇技术,同时也提出了许多关于陆地生态系统固碳速率和增汇潜力的科学概念、以及碳汇计量和认证的方法。但不同行业、不同学科在各自的科学研究和实践活动中对相关概念的理解存在较大差异,甚至是十分混乱的。本文从陆地生态系统固碳的基本概念出发,系统性地阐述了生态系统固碳量、固碳速率、固碳潜力等相关概念;并根据增汇技术实现的难易程度分析了现实固碳潜力、社会经济固碳潜力、技术固碳潜力和理论固碳潜力、以及《京都议定书》认可的固碳潜力等相关概念;最后阐述了碳汇定量认证、分析和评价的时间连续清查法、空间代替时间参照系法、限制因子分析法等碳汇定量认证方法的科学基础、局限性和不确定性。通过对区域尺度陆地生态系统固碳速率和增汇潜力的概念框架及其定量认证科学基础开展系统性的探讨,期望能够引起中国学术界和相关行业部门的重视,推动碳汇相关概念使用的科学化和碳汇定量认证标准化,为中国固碳速率、增汇潜力的计量、报告、认证和核查方法论和技术体系的建立奠定基础。     

美国俄亥俄州橡树-山毛榉混交林森林碳储量研究

本研究量化了美国俄亥俄州橡树-山毛榉混交林森林碳储量,研究结果表明森林碳密度的增长率与其商品材积和总材积的增长率是一致的。橡树-山毛榉混交林连年增长量（CAI）和年平均增长量（MAI）高峰值分别出现在第23和46年。对于地上碳储量而言,其CAI和MAI最高值分别出现在第26年和53年。对于地上碳密度和地上商品材碳密度,其MAI高峰出现在第30年,与其同时间内总蓄积量和商品材的蓄积量出现的情况一致。了解了森林碳储量的增长和蓄积量的增加模式是相近的道理,有助于我们理解森林蓄积量增长的管理模式过渡到森林碳储量管理的模式。     

围封对沙漠化草地土壤理化性质和固碳潜力恢复的影响

过度放牧是科尔沁沙地退化的主要原因,禁牧围封可以有效地控制牲畜对植被-土壤系统的破坏,促进退化生态系统的有效恢复。以过度放牧后的沙漠化草地为对象,调查了禁牧围封13年后沙漠化草地土壤理化性质的变化特征,并分析了围封对土壤固碳潜力的影响。结果表明：（1）沙漠化草地围封13年后,土壤砂粒含量减少、粉粒和黏粒含量增加,且粉粒增加最为明显,平均含量增加123%;土壤容重在不同土壤深度均呈下降趋势。（2）围封后土壤有机质、全氮、速效氮和速效钾含量呈增加趋势,分别增加了102%、97%、123%和24%,但土壤有效磷和缓效钾呈减少趋势;土壤pH显著升高,阳离子交换量呈现增加趋势。（3）除土壤有效铁外,其余有效微量元素包括有效铜、有效锰和有效锌平均含量均呈增加趋势,分别增加44%、30%和82%。（4）土壤有机质与pH值、阳离子交换量、全氮、速效氮、速效钾、有效铜、有效锰、有效锌含量呈显著正相关关系。（5）沙漠化草地围封13年后,100 cm深度土壤有机碳储量增加393.45 g·m^-2,碳截存速率为30.27 gC·m^-2·a^-1。对于因持续过度放牧所导致的严重退化草地,禁牧围封可有效促进土壤有机质、养分和微量元素的增加,影响土壤质地及固碳潜力等的变化,但严重退化沙漠化草地的恢复需要一个长期的过程,土壤有机碳储量要恢复到科尔沁非沙漠化草地水平至少需要百年的时间尺度。     

区域尺度陆地生态系统固碳速率和潜力定量认证方法及其不确定性分析

区域尺度陆地生态系统固碳速率和潜力定量认证的方法及其不确定性分析是国家应对气候变化的重要基础工作。目前国内外对于陆地生态系统碳汇以及增汇潜力计量方法已经开展了大量的研究,提出了温室气体排放清单的计量方法,CDM（清洁发展机制）造林再造林项目碳汇的计量方法,以及土地利用变化碳汇计量等方法,国家温室气体清单的方法仅适用于国家范围的碳汇计量,对于区域碳汇计量却十分粗略。CDM造林再造林项目仅局限于森林管理等项目,而未涵盖将来可能列入碳汇目标的其它生态系统增汇管理措施。目前,关于森林、草地、农田等区域尺度生态系统碳汇计量还没有形成统一的、标准化的方法体系。本文对IPCC国家尺度的碳排放和陆地增汇技术评估方法体系、土地利用对陆地碳源汇影响的评价方法、以及人为管理措施下陆地生态系统增汇效应计量方法进行了详细的阐述,并对每种计量方法的不确定性进行分析,期望为中国陆地生态系统固碳速率、增汇潜力的计量、报告、认证和核查方法论和技术体系的建立提供依据。     

大气CO_2浓度升高对土壤中不同粒级碳的影响

不同粒级土壤中的碳有着不同的周转规律,在高CO2浓度条件下,它们含量的变化将在一定程度上反映土壤碳是累积还是减少,对明确土壤碳的变化趋势有重要意义.采用田间培养试验初步模拟研究在高CO2浓度条件下土壤不同粒级碳的分布.结果表明,加入秸秆培养1年,由于CO2浓度升高的原因导致在低氮(LN)、常规氮(NN)和高氮(HN)水平下土壤中碳分别增加0·01、1·10、1·22g/kg,表现为粒级<53μm土壤颗粒中碳分别增加1·53、2·19、2·70g/kg.粒级<53μm土壤颗粒碳量的增加,主要是由于其重量分配百分数显著增加36·2%,碳浓度增加5·4%;粒级>250μm和250~53μm土壤颗粒部分虽然其碳浓度分别增加20·8%和17·3%(P<0·05),但由于重量分配百分数分别显著降低22·8%和36·1%,结果碳量降低.试验表明高CO2浓度导致不同粒级土壤的分配及碳浓度的变化;高氮施肥水平下有增加土壤碳量特别是小粒级土壤碳量的趋势.