中国湿地土壤碳库保护与气候变化问题

 中国湿地分布广, 类型丰富, 但存在着垦殖率高、碳密度较低、围垦损失严重等问题。估计我国湿地土壤碳库达8～10 Pg, 占全国陆地土壤总有机碳库的约1/10～1/8, 过去50 a间的损失可能达1.5 Pg。围垦和过度放牧是我国湿地土壤退化和碳库损失的主要驱动因子。目前,湿地土壤碳库保护面临严峻的挑战,从应对气候变化和保护人类生存环境的战略高度切实加强湿地资源保护,可以为增强陆地生态系统碳汇、探寻温室气体减排的潜在途径提供技术支持。     

添加有机物料对岩溶系统中碳转移及灰岩溶蚀的影响研究

以贵州茂兰一种灌丛土壤和一种农业用地土壤为研究对象,设置了添加和不添加有机物料处理,进行了岩溶作用与土壤碳转移的模拟试验。结果表明,土壤CO2 呼吸排放、土壤淋滤液HCO-3 排泄及灰岩溶蚀均响应于有机物料的添加。对于无机离子Ca2+ 、Mg2+来说,在不添加有机物料情况下,其淋出过程表现为一个较高的活跃可迁移库的释放过程及随后较低风化淋滤的稳定释放过程。在添加有机物料条件下,分解释放的Ca及CO2产生的HCO-3的排释滞后于土壤呼吸15天以上。添加有机物料下,灰岩溶蚀量均有一定幅度的提高,但Ca( Mg )及HCO-3的排释大大增强,这一方面表明生物可利用性的碳源的加入促进了系统中岩溶作用,并强烈驱动土壤中可交换Ca、Mg的排释;另一方面,由于土壤中因呼吸增强而形成的高CO2在湿润条件下溶解成为HCO-3 - C排泄,而大大促进土壤碳转移的汇效应。本文的研究结果说明,自然土壤因植被的破坏或林地转变为农地,可能使岩溶系统的汇效应减弱。      

岩土系统地球化学行为及其对岩溶作用驱动--以丫吉村岩溶试验场为例

岩溶成土过程为Ｃ、Ｃａ、Ｍｇ淋失,Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎ和酸不溶物相对累积的地球化学过程。试验场生物碳库量巨大,实验表明：植物残体在第一季度快速分解,可产生大量ＣＯ２参予岩溶作用;岩溶土壤有机碳含量高、储量大,表层土、鞍部、坡地土松结态有机碳含量高,为岩溶ＣＯ２的潜在来源;土壤有机碳可被酸性溶液（ＫＭｎＯ４）氧化,Ａ层土比Ｂ层土更易被氧化。土壤ＣＯ２含量、释放的野外监测实验结果：湿润气候条件下岩溶作用较为发育。Ｃ１３特征表明：土壤有机碳为土壤ＣＯ２的主要来源,土壤ＣＯ２为岩溶泉ＨＣＯ－３不容忽视的重要来源。土壤、有机质对石灰岩溶蚀实验表明：土壤有机质对石灰岩溶蚀具明显的促进作用,雨季比旱季、坡地比洼地岩溶作用更加发育。     

表层岩溶系统中土-气-水界面碳流通的短尺度效应——以贵州茂兰国家喀斯特森林公园的秋季日动态监测为例

在2001年秋季对贵州省荔波县茂兰国家喀斯特森林公园林地、草地植被下土壤CO2呼吸释放及岩溶表层泉水HCO3及其δ13C值的变化进行了日动态的野外监测,表明岩溶系统中土-气-水界面间存在着碳交换的日动态变化以及所伴随的同位素交换的变化,这种变化与土温的日动态有密切的关系。林地植被显示了平抑这种日动态幅度的效应,而草地植被则显示响应于温度变化的较灵敏的动态变化。这种短尺度的变化构成了表层岩溶系统对外界条件的灵敏响应,进一步揭示了在生物作用下岩溶地质作用在碳循环过程及其同位素交换上的灵敏性和动态性。其不同植被系统下的日动态差异在解释岩溶沉积记录和讨论岩溶作用与碳循环时值得充分注意。     

南京老虎山黄土剖面中铷锶地球化学和磁化率与古气候变化的关系

宁镇地区的下蜀黄土记录了古气候变化的丰富信息，作为中国北方风尘堆积的南部边缘相，下蜀黄土在全球环境变化研究中占有重要的地位。本文以10cm间距系统分析了老虎山剖面的Rb、Sr含量和频率磁化率。结果显示，磁化率和Rb含量可以较好地指示东亚冬季风强度变化；Rb/Sr比可以作为下蜀黄土化学风化强度的替代性指标；剖面的Rb/Sr比由下至上升高是南京地区12万年以来化学风化作用增强的结果。     

中国土壤有机碳库量与农业土壤碳固定动态的若干问题

在整理和统计国内对土壤有机碳及其变化的文献资料基础上,着重讨论中国土壤有机碳库及其分布、不同时期土壤有机碳的变化以及最近时期有机碳的固定趋势,分析我国不同土壤有机碳的保护机制的特点,期望对于我国当前土壤有机碳库与全球变化研究提供参考依据。我国总土壤有机碳库的估计在50—180Pg之间。估计我国表层土壤有机碳库为20Pg,它主要分配于几个与湿地和水成过程有关的土壤类型,且水稻土占有较大比例。因而我国人为土的管理在陆地生态系统碳循环与全球变化上有重要意义。     

岩溶土壤系统对空气CO2的吸收及其对陆地碳汇的意义——以桂林丫吉村岩溶试

以桂林丫吉村岩溶实验场为例 ,对湿润亚热带岩溶土壤系统进行了土壤植被系统CO2 浓度变化、土壤有机质分解的CO2 产生等野外观测以及实验室土壤灰岩土柱系统模拟实验。实验表明在土壤地球化学条件的控制下 ,岩溶土壤系统存在着对空气CO2 的显著吸收效应 ,其值可达 2 2～ 130 g/ (m2 ·a) ,并以此为依据估算了中国岩溶土壤系统对大气的碳汇约为 4× 10 13g/a。因而揭示了岩溶土壤系统可能是十分重要的陆地碳汇 ,在讨论全球碳汇饱和问题中必须重视这一碳汇的变化。     

石笋与环境— — 石笋纹层形成的环境机理初探

石笋沉积的生长条带从剖面图式可分为两大类: 一类没有明确的沉积旋回界面,难以按层计数,称为“生长纹理” ; 另一类具有确定的沉积旋回界面,可以按层计数,称为“生长层理”。石笋生长层理可以发展成为一类重要的断代工具。中国北方型微层的形成可能主要与干湿季变化明显的气候条件、以及富含有机质和碱性交换态离子的土壤类型密切相关。而南方型微层的形成可能主要与较长时间的降水和有机质淋滤以及盛夏高温-少降水的配置有关。如果沉积物中某种要素对物源或水流通过路径的环境变化能够灵敏反应,并按一定的时间单元将这些变化记录下来,就能成为高分辨的气候— 环境变化信息库。      

我国农田土壤碳库演变研究:全球变化和国家粮食安全

《京都议定书》已于2005年生效,我国面临着CO2减排的巨大压力。分析了我国农业土壤有机碳库及其演变研究的现状,认为当前我国农业在耕地资源严重短缺、耕地地力趋于下降的背景下面临着2个巨大挑战：提高和稳定粮食生产能力与补偿日益增加的工业CO2排放。有机碳贫乏作为我国耕地土壤的基本特点,这一方面提供了我国较大的固碳空间,另一方面也体现了我国实施固碳农业的必要性和紧迫性。目前迫切需要了解我国农业土壤在最近20年来的碳库演变态势与规模,明确我国农业土壤的固碳潜力与容量,在国家层面上实施农业固碳稳产工程,以在农业可持续发展和争取国家CO2排放的较大配额上实现双嬴。      

中国土壤有机碳库及其演变与应对气候变化

通过综述和评价中国土壤,特别是农田土壤有机碳库（以下简称碳库）的现状与演变态势, 讨论其对我国应对气候变化的意义, 提出了我国土壤碳库及其演变与应对气候变化的基本国情是：1) 我国土壤背景碳储量较低且区域分布不均衡;2) 我国土壤固碳效应明显,未来固碳减排潜力显著;3) 技术和政策是实现和提高我国土壤碳汇、促进我国应对气候变化能力建设的重要途径。建议进一步加强对我国农田土壤固碳减排的研发投入, 完善农业应对气候变化的相关政策和鼓励措施体系,研究构建气候友好的新型农业,以期在提高和稳定农业生产力与应对气候变化能力上获得双赢。