土壤碳库分布与储量研究进展

土壤是陆地生态系统的核心，研究土壤碳库对正确评价土壤在陆地生态系统碳循环以及全球变化中的作用有重要意义．文章介绍了国内外有关土壤碳库分布与储量研究的进展情况．总结了土壤碳库研究中存在的问题，并对有关研究未来的发展提出了自己的看法。     

土地利用变化的碳排放机理及效应研究综述

就影响陆地生态系统碳储量的主要生态机制(CO2施肥效应、氮沉降增加、污染、全球气候变化、土地利用变化和土地管理),阐述了土地利用变化对陆地生态系统结构和功能产生的影响,以及对系统造成的碳储量变化.主要从土地利用变化和土地管理两方面对土地利用碳排放效应进行论述:森林砍伐后变为农田和草地,使生态系统中植被和土壤碳贮量大大降低;农田和草地弃耕恢复为森林,以及农田保护性管理措施的利用,能够使大气中的碳在植被和土壤中得到汇集;森林恢复过程中植被可以大量汇集大气中的碳,而由于农田耕种历史不同以及土壤空间异质性,导致土壤碳汇集速率差异极大;保护性农田管理措施(诸如免耕、合理的种植制度、化肥的施用等)可以影响土壤理化特性、作物根系生长以及残茬数量和质量、土壤微生物数量和活性,维持和提高土壤碳含量水平.土地利用碳排放核算主要从陆地生态系统的植被碳和土壤碳入手,综述了目前国内外的研究进展.     

气候驱动的中国陆地生态系统碳循环研究进展

近年来,碳循环问题日益成为全球变化与地球科学研究领域的前沿与热点问题,其中,陆地生态系统碳循环又是全球碳循环中最复杂、受人类活动影响最大的部分.本文主要对气候驱动的中国陆地生态系统碳循环研究进展做了综述,介绍了陆地生态系统中植被和土壤两个主要碳库以及陆地生态系统碳循环的基本过程,总结了陆地碳汇的形成机制、研究进展及气候变化对碳失汇的影响,提出了对陆地生态系统碳循环的研究应采用多尺度的研究方法,并简要叙述了中国陆地生态系统碳循环的研究展望.     

末次冰期极盛时陆地生态系统碳库的模式研究

利用计算土壤及植被碳密度的一个简单数学模型,根据全球环流模式(GCM)模拟21000a前的末次冰期极盛(LGM)时气候状况,对当时陆地生态系统碳库进行了估计.GCM模拟结果显示,LGM时全球陆地平均温度比现在低4.2℃,平均降水低0.2mm@d-,那时碳储量比现在低372Pg.敏感实验显示,LGM时陆地生态系统碳储量对气候条件的依赖性很大,特别是降水的变化对碳库的影响巨大.平均陆地降水量减小(或增加)1%,陆地生态系统碳储量将减小(或增加)约45.6Pg;平均温度每上升(或降低)1℃,陆地碳储量将减少(或增加)44P=g.在设定温度变化为-4.2℃的情况下,如果平均降水减小量由0.2mm@d-1,变为O.4和0.6mm@d-1,则碳库减小量将由372Pg变为652和782Pg.     

我国土壤有机碳储量及影响因素研究进展

土壤有机碳储量、分布及其转化在陆地碳循环中起着重要的作用.本文对我国土壤有机碳储量、估算方法以及影响有机碳贮量的自然和人文因素等方面的研究进展进行了综述.介绍了土壤有机碳变化对土壤质量的影响,认为研究应从保护生态环境和可持续发展的理论出发,加强土地管理方式的改变,促进土壤有机质的积累,提高土壤生产力.     

开展我国陆地生态系统碳氮循环的生物地球化学遥感动态评估的思路与建议

全球变暖是目前全球变化研究中一个热点问题 ,温室气体被人们认为是造成全球升温的主要原因 ,碳循环不仅是ＩＰＣＣ、ＩＨＤＰ和ＩＧＢＰ中ＧＣＴＥ等一系列国际组织和核心项目的研究内容 ,并且已成为联合国气候变化框架协议、京都会议的一个重要话题。在自然界 ,各种温室气体的交换主要发生在大气、海洋与陆地生态系统之间 ,因此陆地生态系统的碳氮循环一直是人们的研究焦点。一、植被碳库、土壤碳库及其影响因素是陆地生态系统碳循环研究重点陆地生态系统中的碳库形式按生态类型分 ,主要有森林、草原、湿地、耕地等几种 ,其余如冻原和沙漠…     

开展我国陆地生态系统碳氮循环的生物地球化学遥感动态评估的思路与建议

 全球变暖是目前全球变化研究中一个热点问题 ,温室气体被人们认为是造成全球升温的主要原因 ,碳循环不仅是IPCC、IHDP和IGBP中GCTE等一系列国际组织和核心项目的研究内容 ,并且已成为联合国气候变化框架协议、京都会议的一个重要话题。在自然界 ,各种温室气体的交换主要发生在大气、海洋与陆地生态系统之间 ,因此陆地生态系统的碳氮循环一直是人们的研究焦点。一、植被碳库、土壤碳库及其影响因素是陆地生态系统碳循环研究重点陆地生态系统中的碳库形式按生态类型分 ,主要有森林、草原、湿地、耕地等几种 ,其余如冻原和沙漠 ,所占比例很小。     

吉林省东辽县土地利用/覆被变化及其对碳储量影响

土地利用和土地覆被变化是影响陆地生态系统碳储量的重要驱动因素.东北地区对维护国家粮食安全和生态安全的战略地位至关重要,以东北地区重要商品粮基地之一的吉林省东辽县及所辖乡镇为研究区,分析县域及所辖乡镇土地利用/覆被变化特征及其对陆地生态系统碳储量的影响,为落实乡村振兴及美丽中国等重大战略提供科学支撑.利用1980—2018年土地利用/覆被变化数据,分析了东辽县及所辖乡镇土地利用/覆被变化特征,并根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)提供的方法,核算其对陆地生态系统碳储量的影响.研究表明:1980—2018年东辽县耕地和草地面积分别减少4.5%和45.6%,林地、水域和建设用地扩张明显,面积分别增加5.1%、24.4%和32.3%;东辽县土地利用/覆被变化导致其陆地生态系统碳储量减少6.4×10~6t;对所辖的13个乡镇来说,辽河源镇是耕地和林地面积变化最为显著的乡镇,分别占乡镇耕地和林地变化总量的-37.6%和47.8%;而且安恕镇是东辽县唯一的碳储量增加的乡镇,县政府所在地的白泉镇是碳储量减少最多的乡镇.因此,采用保护性农田管理措施(如免耕、合理的种植制度等)、提升森林质量、退耕还草还林等是我国重要农耕县及其乡镇提高陆地生态系统碳储量的主要方式.     

土壤与植物生态化学计量学研究进展

生态化学计量学是一门新兴科学,主要研究生态作用和生态过程中能量平衡及碳、氮、磷等多重化学元素的平衡,有机统一了生物学不同层次(分子、细胞、个体、种群、生态系统以及全球尺度)的研究理论。陆地生态系统的生态化学计量学研究具有重要意义,土壤和植物的碳、氮、磷比例关系可以表征生态系统的养分限制状况以及有机质的分解程度及其对土壤肥力的潜在贡献等。主要综述了生态化学计量学的概念、起源及研究简史,重点概述了陆地生态系统(主要为草原生态系统)中土壤与植物碳、氮、磷的生态化学计量学特征及其对气候因子及人为干扰等因素的响应。     

县域土地利用变化对碳储量影响分析——以四川省梓潼县为例

陆地生态系统中碳储量的变化在全球气候变化中起着至关重要的作用,土地利用方式的改变是引起碳储量变化的主要因素。结合Landsat TM/ETM+遥感图像和In VEST模型计算了梓潼县1996-2016年土地利用变化对生态系统碳储量的影响,同时借助Dyna-CLUE模型模拟梓潼县2020年土地利用和碳储量的分布情况。结果表明:梓潼县1996-2016年碳储量呈整体减少状态,从1996年的699.76万吨减少到2016年的584.48万吨。1996-2016年建设用地面积持续扩张,导致碳储减少量不断增加,而耕地、灌木草地和有林地面积的变化趋势在2002年均出现较大转折,表明县域土地利用变化和碳储量受国家政策和经济发展双重影响。据模拟,2020年梓潼县碳储总量为553.23万吨,建设用地和有林地面积增加,灌木草地和耕地减少。     

双碳目标背景下湖泊湿地的生态修复技术

湖泊湿地是我国湿地的重要组成部分,对于实现碳减排和缓解全球气候变暖具有重要作用,当前全球气候变化和人类活动干扰导致的湖泊湿地退化等限制了其碳汇功能的发挥。笔者梳理了我国湖泊湿地的退化现状与成因,分析了土地利用方式改变、生物多样性降低和环境污染对湖泊湿地碳汇功能的影响,总结了湖泊湿地的生态修复技术及增汇途径:①通过水环境修复技术去除内源和外源污染物、提升湖泊湿地水质、减缓温室气体排放等途径提高湿地植物和土壤碳储量;②生物修复可直接提高植物碳储量,进而通过植源碳的输入和微生物作用等过程提高土壤/沉积物碳储量。水文修复和生境修复技术可为生物修复营造有利的水位和生境条件。未来应强化湖泊湿地生物多样性与其碳库的协同关系及机理、水质特征对湖泊湿地碳演化规律的影响、湖泊湿地生态系统的碳汇饱和度和碳汇计量核准系统的研究等,为实现我国“双碳”目标提供科学依据。     

黑龙江省三江平原湿地土壤碳储量变化

为湿地保护和减缓全球气候变化政策的制定提供科学依据,根据对黑龙江省三江平原不同类型和不同开垦年限的湿地土壤有机碳含量、土壤视密度、土层厚度和面积的测量结果,估算土壤碳储量及农业开发50a以来的碳储量变化。对不同土壤类型碳密度随时间的变化,用回归分析的方法,建立土壤碳密度变化模型。结果显示,湿地开发初期20a碳密度降低很快,之后逐渐趋于平稳。三江平原的湿地土壤是一个重要的有机碳库,其有机碳储量为621Mt,该区湿地土壤碳储量随耕地面积的增加而减少。人类活动导致的湿地丧失和退化、水土流失和不合理的耕作措施等是土壤碳储量减少的主要原因。     

Variable effects of nitrogen additions on the stability and turnover of soil carbon

Soils contain the largest near-surface reservoir of terrestrial carbon and so knowledge of the factors controlling soil carbon storage and turnover is essential for understanding the changing global carbon cycle. The influence of climate on decomposition of soil carbon has been well documented, but there remains considerable uncertainty in the potential response of soil carbon dynamics to the rapid global increase in reactive nitrogen (coming largely from agricultural fertilizers and fossil fuel combustion). Here, using 14C, 13C and compound-specific analyses of soil carbon from long-term nitrogen fertilization plots, we show that nitrogen additions significantly accelerate decomposition of light soil carbon fractions (with decadal turnover times) while further stabilizing soil carbon compounds in heavier, mineral-associated fractions (with multidecadal to century lifetimes). Despite these changes in the dynamics of different soil pools, we observed no significant changes in bulk soil carbon, highlighting a limitation inherent to the still widely used single-pool approach to investigating soil carbon responses to changing environmental conditions. It remains to be seen if the effects observed here-caused by relatively high, short-term fertilizer additions-are similar to those arising from lower, long-term additions of nitrogen to natural ecosystems from atmospheric deposition, but our results suggest nonetheless that current models of terrestrial carbon cycling do not contain the mechanisms needed to capture the complex relationship between nitrogen availability and soil carbon storage.     

荒漠化逆转地区耕层土壤有机碳时空动态研究

以陕西省榆林市为例研究荒漠化逆转地区耕层土壤有机碳时空动态特征．研究表明近20年来耕层土壤有机碳质量分数、密度和储量分别增加了0．510g／kg，0.161kg／m^2，10．78Gg．这表明自然植被恢复、人工种草、退耕还草等土地利用／覆被变化措施能显著提高荒漠化地区土壤固碳能力．     

滨海滩涂不同土地利用类型土壤活性有机碳含量与垂直分布

近年来,滨海滩涂已成为人类围垦开发的主要区域。围垦,一方面改变了土壤基本的理化性质,另一方面也加速了土壤有机碳库的变化,特别是对围垦活动比较敏感的活性有机碳,因此研究围垦区不同土地利用类型下土壤有机碳及其活性组分的含量与差异,能够为合理开发利用滨海湿地,了解围垦区的土壤碳循环特征提供参考。     

全球气候变化中的滩涂湿地土壤有机碳研究

湿地生态系统的碳循环正在成为全球变化与陆地生态系统碳循环研究中的一大热点。湿地在稳定全球气候变化中占有重要地位,其重要性主要表现在湿地土壤是陆地上重要的有机碳库;土壤碳密度高;能够相对长期地储存碳,湿地是多种温室气体的源和汇。全球沿海湿地的分布面积大约为20．3万km^2,碳的积累速度为C（210±20）g／m^2·年,要远远高于泥炭湿地;并且沿海湿地大量存在的SO。。离子阻碍了甲烷的产生量,从而降低了甲烷的排放量。高的碳积累速率和低的甲烷排放量使沿海湿地对大气温室效应的抑制作用更加明显。盐城沿海滩涂芦苇沼泽地虽已列入世界重点湿地名录,但其有机碳循环及其分布特点尚未有资料报道。通过研究沿海滩涂湿地土壤有机碳储存变化及其空间分布规律,从微团聚体水平的有机碳转化与结合机制上研究土壤对有机碳的固定机制,对于了解湿地土壤有机碳的储存特点及其与陆地生态系统碳循环的关系,为评价和保护湿地生态系统提供依据具有重要的科学意义。     

荒漠地区土壤表层固碳作用研究进展

 干旱、半干旱地区的生态环境条件脆弱,光能自养生物在荒漠地区地表的物质循环和能量流动中起着重要作用。藻类和苔藓是荒漠地区地表普遍存在的固碳生物,不仅能够改善土壤的物理性质,起到保护土壤的作用,同时能够通过特定蓝藻的固氮作用增加土壤的氮含量,最重要的是这些固碳生物能够通过光合作用固定空气中的CO₂,是荒漠地区土壤表层固碳的主要贡献者。荒漠地区生态系统固碳量的研究也是研究全球气候变化的重要组成部分,固碳量的大小不仅受自然条件的约束,也与土壤表层固碳生物（主要是藻类和苔藓）的组成密切相关。当土壤中仅有丝状蓝藻存在时固碳速率较低,随着绿藻等高等藻类和苔藓的出现,固碳速率快速增加。本文综述了荒漠地区土壤表层固碳生物组成和影响地表固碳的因素,回顾和展望了地表固碳的研究方法。