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土壤碳循环研究进展 总被引：82，自引：4，他引：82
土壤碳是陆地碳库的主要组成部分，全球土壤有机碳总量达1270 Gt。气候变化影响植物生长、植物碎屑分解速率以及土壤—大气碳通量，这对大气CO2含量有重要影响。土壤有机质模型是研究生态系统尺度土壤碳循环的唯一可用工具，目前已开发出多种。大量研究表明，14Ｃ测试是研究土壤有机碳组成及驻留时间的重要手段，土壤有机碳由一系列具不同更新时间的组分构成。土壤粒级组成、矿物特征及土体结构等内在因素制约土壤有机碳存量及状态，对于长时间尺度碳的更新具有重要意义。研究不同气候带土壤有机碳储量及动态变化特征，可为预测未来农、林生态系统变化提供理论依据。 相似文献
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土壤是陆地生态系统的重要组成部分,土壤碳储量研究在碳循环和全球变化中具有重要意义。本文利用江西省鄱阳湖及周边经济区多目标区域地球化学调查取得的土壤碳数据,计算了研究区表层、中层、深层土壤的全碳储量和有机碳储量,分析其有机碳储量和有机碳密度的分布特征。结果表明：研究区总体碳储量是以有机碳储量为主;表层土壤（0~0.2 m）的有机碳密度为3512 t/km2,有机碳储量为1.38亿吨;中层土壤（0~1.0 m）的有机碳密度为11156 t/km2,有机碳储量为4.39亿吨;深层土壤（0~1.8 m）的有机碳密度为15617 t/km2,有机碳储量为6.14亿吨。与全国农业地质调查数据进行对比,研究区表层土壤的有机碳密度高于全国农业地质调查区内表层土壤有机碳密度的10.86%,中层及深层土壤的有机碳密度与全国农业地质调查区平均水平接近,显示研究区土壤的有机碳储量巨大。进一步分析研究区不同土壤类型、不同土地利用类型、不同地貌单元、不同行政单元的土壤有机碳密度及有机碳储量,系统查明了土壤有机碳的分布和分配特征。研究认为,区域内各层土壤有机碳密度空间分布具有同一性特征,与所处区域的成土地质背景和植被覆盖率密切相关。土壤有机碳密度高值区均分布在山地和丘陵区,包括江西丰城市北部、高安市南部、乐平市周边地区等古生代炭质岩和煤系地层区,其中乐平市表层土壤的有机碳密度最高;低值区均分布在湖区和水系河谷地区。该成果可为江西省的碳循环和碳排放研究提供可靠的数据基础。 相似文献
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全球变化条件下的土壤呼吸效应 总被引：52，自引：7，他引：52
土壤呼吸是陆地植物固定CO2尔后又释放CO2返回大气的主要途径，是与全球变化有关的一个重要过程。综述了全球变化下CO2浓度上升、全球增温、耕作方式的改变及氮沉降增加的土壤呼吸效应。大气CO2浓度的上升将增加土壤中CO2的释放通量，同时将促进土壤的碳吸存；在全球增温的情形下，土壤可能向大气中释放更多的CO2，传统的土地利用方式可能是引发温室气体CO2产生的重要原因，所有这些全球变化对土壤呼吸的作用具有不确定性。认为土壤碳库的碳储量增加并不能减缓21世纪大气CO2浓度的上升。据此讨论了该问题的对策并提出了今后土壤呼吸的一些研究方向。其中强调，尽管森林土壤碳固定能力有限，但植树造林、森林保护是一项缓解大气CO2上升的可行性对策；基于现有田间尺度CO2通量测定在不确定性方面的进展，今后应继续朝大尺度田间和模拟程序方面努力；着重回答全球变化条件下的土壤呼吸过程机理；区分土壤呼吸的不同来源以及弄清土壤呼吸黑箱系统中土壤微生物及土壤动物的功能。当然，土壤呼吸的测定方法尚有待改善。 相似文献
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本文回顾了近１０年来国内外对土壤碳研究的主要进展,分析了土壤碳的移动性及其影响因素,着重针对陆地系统碳汇饱和问题介绍了土壤碳对大气CO2源汇效应的碳转移过程及其在地球表层系统碳循环中的作用,指出应加强对土壤碳转移及其对全球变化的响应、土壤碳固存对大气CO2调控的机制和动态的研究,以便为缓解陆地系统碳汇饱和提供科学依据。 相似文献
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沉积岩中无机CO2热模拟实验研究 总被引：4，自引：0，他引：4
结合三水盆地的地质特点，分析了无机CO2热模拟实验研究的可能性，进行了不同条件下的模拟试验和相关的分析测试，提出了无机CO2生成量和转化率的概念和计算方法。从实验结果来看：含有一定量碳酸盐矿物的沉积岩，在一定温度下可转化形成相当数量的无机CO2，无机CO2转化率越高，岩石中碳酸盐矿物越容易转化生成无机CO2；相同热成熟度条件下，Ⅱ型干酪根生成有机CO2的量较Ⅲ型的少；CO2中碳同位素与CO2的成因密切相关，随有机质热成熟度的增加，同种类型有机质生成的有机CO2相对富集13C；无机CO2较有机CO2的碳同位素明显富集13C，随水介质的pH值降低，无机CO2气含量、模拟温度及时间的增加，无机CO2相对富集13C。实验研究结果为CO2成因研究及其资源评价提供了实验依据。 相似文献
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土壤碳蓄积量变化的影响因素研究现状 总被引：37，自引：2，他引：37
土壤碳库的动态平衡影响作物产量和土壤肥力的高低，是土壤肥力保持和提高的重要研究内容。简要评述了土壤理化特性、温度和降水变化、大气CO2浓度上升、人类的农业活动对土壤有机碳蓄积量的影响，介绍了当前对土壤碳蓄积量动态变化的研究进展，认为应加强气候变化和土地利用/土地覆被变化与土壤碳循环研究的结合，提高对陆地生态系统碳循环变化的认识，并需要从生态环境保护的利益和可持续发展的理论出发，进一步加强土地管理方式的改变，促进土壤有机质的积累，提高土壤对碳的固定。 相似文献
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中国农田的温室气体排放 总被引：70，自引：2，他引：70
李长生 肖向明 S.Frolking B·Moore Ⅲ W.Salas 邱建军 张宇 庄亚辉 王效科 戴昭华 刘纪远 秦小光 廖柏寒 R.Sass 《第四纪研究》2003,23(5):493-503
中国是一个农业大国,拥有约1.33百万平方公里的农田。这些田地的种植、翻耕、施肥、灌溉等管理措施不仅长期改变着农田生态系统中的化学元素循环,而且给全球气候变化带来影响。农业生态系统对全球变化的影响主要是通过改变3种温室气体,即二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)在土壤-大气界面的交换而实现的。为了分析多种因素(如气候、土壤质地、农作物品种及各种农田经营管理措施等)对农业土壤释放CO22222222 相似文献
8.
表层岩溶系统因碳酸盐岩－水－CO2(气)三相的化学动态不平衡过程而产生特殊的碳循环环节,参加循环的碳包括碳酸盐岩中的碳、大气和土壤空气CO2部分。中国南方表层岩溶系统的碳循环非常活跃,并敏感地响应岩溶动力因素的变化,从而促进了地球化学过程和生物化学过程的结合,成为大气CO2汇的重要项。中国南方表层岩溶系统的碳循环通过驱动环境的元素迁移,促进土壤有机质的积累,并影响植物所需要的矿物质营养元素的全量和有效态,进而影响岩溶区的植物物种、特有性和作物的发育。 相似文献
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河流碳通量与陆地侵蚀研究 总被引：29，自引：2，他引：29
河流碳通量系陆地侵蚀产物，它构成全球碳循环的一个重要环节。河流碳通量在数量上远小于全球碳循环的其他环节，但由于与陆地生态系统联系密切，故对它的研究尤为重要。全球每年河流碳通量约为1GtC（109t碳），其中约60％为无机碳、40％为有机碳。溶解态有机碳和颗粒状有机碳主要来源于土壤侵蚀，另有一部分有机碳来源于河湖中的浮游植物；溶解态无机碳主要源于大气中CO2和碳酸盐；颗粒无机碳主要指未溶解的碳酸盐。亚洲季风区河流对全球河流碳通量具有较大贡献，而对其研究程度较低。河流碳通量研究既可为流域治理提供基础资料，也是进一步了解人为CO2“未知汇”的途径之一。 相似文献
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气候变化影响的黄土高原农业土壤有机碳与碳排放 总被引：1，自引：0，他引：1
气候变化直接或间接影响土壤碳库源汇作用,然而目前科学界对土壤碳排放响应气候变化的敏感性还存在很大争议.文章通过对 1985～2002年间中国黄土高原地区耕作土壤有机碳动态进行模拟,探讨气候变化对干旱、半干旱地区耕作土壤碳排放的影响效应.结果表明,黄土高原耕作土壤有机碳受气温和降水的共同作用,对降水表现出更强的相关性.有机碳年净变化量受降水的强烈影响,在1990年和2000年降水充足年份表现为土壤有机碳的高增长率,在1995年降水低值年份土壤有机碳年净增长率降至最低.高原内区域间农业土壤有机碳的年变化与降水空间分布、年际变化也表现良好的相关性,气温、降水和蒸发都通过影响土壤含水量从而影响作物生长和土壤碳排放.因本底有机碳含量水平较低,黄土高原耕作土壤整体表现为一个净的碳汇. 相似文献
11.
本文以广西桂林丫吉试验场的实际观测资料为基础,应用同位素示踪方法,探索了整个系统中碳的输入、输出和转移问题,并分析了表层岩溶生态系统中泉水水化学、土壤 CO2浓度及近地表植被层空气中CO2浓度的变化特征。结果显示,泉水水化学主要组分的日变化不明显,而土壤中CO2浓度则明显受日气候变化的影响,两者存在明显的滞后关系。用碳同位素示踪方法,重点对桂林观测站表层生态系统各碳库间碳的转移过程进行了定量研究,认为在有土壤层和植被覆盖的表层岩溶生态系统中,参与岩溶作用的碳有一半以上来源于与生物作用有关的碳。 相似文献
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中国黄土分布广、厚度大,是古气候变化的良好记录载体,然而黄土在大气CO2循环中到底是源还是汇一直是困扰人们的一个问题.本文利用陆相生态系统中的生物地球化学模型,通过敏感性试验,模拟了土壤有机碳对气候变化的响应.结果表明:1)在各种稳定的气候条件下黄土的土壤有机质都是持续增加的,因此可以认为自然条件下黄土是大气CO2的一个汇;2)温度和降水对黄土中土壤有机质含量的影响正好相反,表明湿度是影响黄土地区生态环境的主要因素,温度和降水都是通过对湿度的影响来影响植被生态的;3)地表植被和土壤有机质是黄土碳库与大气CO2之间的重要媒介.黄土表层的生物地球化学过程是影响黄土碳汇效应的主要过程;4)黄土碳库的主要存在形式以次生碳酸盐为主,其次是土壤有机质,气态CO2只占很小比例. 相似文献
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DNDC模型对我国旱地N2O释放的拟合对比分析 总被引：5，自引：1，他引：5
本文根据贵州省玉米－油菜轮作田、休耕地和大豆－冬小麦轮作田的N2O释放通量及其影响因子季节变化的是观测结果，对比分析了DNDC模型计算与三试验田田间观测在N2O释放通量及其主要影响因子季节变化上的拟合程度。结果表明，对N2O释放通量、土壤NO3^-和NH4^ 含量、土壤湿度和土温，模型计算结果与田间观测具有相似的季节变化模式和相近的数值，模型较好地反映了上述参数的动态变化过程。据此，推算出贵州省农业土壤N2O年释放量，并分析了气候变化和农业活动对释放量的潜在影响。 相似文献
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土壤碳库是全球碳库的重要组成部分,其微小幅度的碳源汇变化就可以较显著的影响大气碳库。本文选择长江流域多目标区域地球化学调查覆盖区,利用多目标区域地球化学调查数据和第二次全国土壤普查数据计算了土壤碳密度及储量,对比了20年来土壤碳库变化趋势,并分析土壤碳源汇的影响因素。结果表明：从20世纪80年代到2000年,研究区大部分区域土壤有机碳密度明显增加,尤其成都平原西部的龙门山地区、雅安南侧地区和贵阳周边地区,其增加量约为312.38 TgC。导致研究区土壤碳库增加的主要因素是,林地草地等植被恢复性生长、农业耕作水平提高,土地利用变化对研究区土壤碳库变化的影响较小,土壤侵蚀因素对研究区的水田基本没有影响,但对旱地影响比较明显,而气候变化对该区域土壤碳库没有明显影响。 相似文献
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碳同位素技术在土壤碳循环研究中的应用 总被引：19，自引：0，他引：19
碳在土壤中的储量和存储时间是陆地生态系统碳库中最大和最长的,而土地利用方式会影响到土壤碳储量及其循环周期,因此有效的土地利用管理可使土壤成为一个碳汇。土壤储存碳的过程就是土壤有机碳动态平衡的变化,因此认识土壤有机碳的动态变化是揭示土壤碳循环过程及其调控机制的重要方面。首先介绍了碳的一种稳定性同位素(13C)和放射性同位素(14C)在生态系统长期动态过程的重建(如C3/C4植被的历史格局)、土壤有机碳周转周期等方面的应用,探讨了同位素示踪技术在土壤有机碳来源、周转周期、土壤CO2通量的变化和组分区分、同位素富集等研究领域的应用,归纳了土壤碳循环研究中的基本问题,提出了未来土壤碳循环同位素示踪的主要研究方向。 相似文献
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Effect of Farmyard Manure Application on Dissolution of Carbonate Rocks and Its Eco-environmental Impact 
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下载免费PDF全文 A much improved understanding of how farmyard manure application may affect carbonate rock dissolution is needed in order to predict possible feedbacks between the rock carbon cycle and the global climate system. Two carbonate mineral rock tablets; dolomite and limestone were buried at six depths between 0 and 110 cm in a soil typical of the subtropical karst area in Guiyang City, Guizhou Province. The extent of tablet dissolution, soil CO2, soil pH, soil water content, soil mineral and chemical composition, and chemical composition of soil water were tested in order to assess the degree of dissolution under manure application over the course of one year. The results show that manure addition decreases the dissolution rate of carbonate rocks; limestone and dolomite by between 11.7%-116.9% and 25.0%-65.69% respectively, with the dissolution rate of limestone consistently exceeding that of dolomite under the same conditions. Our data indicates that the rate of pedogenesis of the dolomite and limestone rocks is decreased as much as 35.77% and 59.41% respectively, as a result of manure application. Moreover, the results suggest that manure application accelerated the generation of soil CO2, with soil CO2 concentration increasing on average by 93.94%, and the CO2 flux increasing by 67.64% compared with the control profile. Finally, the data also indicates that manure decreases CO2 uptake by dissolution of carbonate rocks by 25.50%-39.45% on a Guiyang city scale. The counteraction of the CO2 sink contributed by karst water due to farmyard manure utilization in general karst area (both dolomite and limestone) however was 59.41%-62.72%, indicating the application of manure successfully reduces both dissolution and CO2 release to the atmosphere.
相似文献17.
中国土壤有机碳库量与农业土壤碳固定动态的若干问题 总被引：108，自引：3，他引：108
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。 相似文献
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Reshmi Sarkar 《Environmental Earth Sciences》2018,77(14):530
Increasing CO2 levels and its consequent effects have been prominent with climate change. Three out of ten transgressed planetary boundaries reflect our planet’s status at tipping point. Soil Organic Carbon (SOC) which helps soil supply water and nutrients to plants through roots is inherently related to various ecological systems and needs urgent attention. Although the total SOC globally is more than the total carbon in biosphere and atmosphere, the vulnerability of SOC due to anthropogenic activities is unavoidable. The environmental factors affecting sequestration of SOC, soil fertility, crop production, accelerated SOC removal with rising temperatures, green-house gases emissions and climate change are interrelated. Thus, it is impossible to understand and estimate the various scenarios of impacts on SOC pool with ever-changing ecosystems and related processes in soil environment completely. Based on currently predicted climate change scenarios, if deforestation is controlled and reestablishment is achieved, tropical forests can trap atmospheric CO2 in the cheapest way and function as the largest sink on earth. The agricultural management practices (AMPs), which have been practiced in the last two decades and found helpful are suitable. However, some innovative adaptations such as crop modelling, selecting types of residue to change microbial communities, practices of grassland-grazing and low-C-emission AMPs are also necessary. To achieve the millennium development goals, we must accomplish food security, which relates all 17 sustainable development goals (SDGs) also relays agricultural systems, soil systems, ecosystem services, soil fertility and how best we nurture SOC pool with supportive AMPs. 相似文献