施氮对稻麦轮作系统综合增温潜势的影响

采用典型区域田间试验结合生物地球化学模型（DNDC模型），以上海市崇明岛为例对稻麦轮作系统作物产量和温室气体排放进行了模拟研究。结果表明：DNDC模型能较好地模拟田间实测到的稻麦轮作系统温室气体排放通量。在常规用量的80%~150%之间增施氮肥对作物产量无显著增加，但稻麦轮作系统综合温室效应呈递增趋势。东滩农业园区稻麦轮作系统最优施氮量为常规用量的6298%，此时单位产量增温潜势（Global Warming Potential,GWP）最小，作物产量为12 8775 kg/(hm2〖DK〗·a)，综合温室效应较常规施氮降低3670%。长江下游地区稻麦两熟制农业生态系统能够通过合理控制农田氮肥用量减少温室气体排放净通量，降低作物单位产量GWP     

秸秆还田对稻田温室气体排放的影响:Meta分析——以长江中下游地区为例

全球气候变暖是人类面临的严峻挑战,稻田生态系统在全球气候变暖中起到重要的作用。目前已有许多学者通过大田试验的方法研究了不同秸秆还田方式下温室气体排放的特征,但由于试验地点等因素的不同导致最终的结果差异很大。通过整合这些结果来研究区域内不同秸秆还田方式(翻耕秸秆还田(CTS)、免耕秸秆还田(NTS)和旋耕秸秆还田(RTS))下稻田温室气体排放的特征,能够准确地反映一定区域内稻田生态系统的净减排潜力。本文基于长江中下游地区32篇关于秸秆还田对稻田温室气体排放的文献收集173组数据,利用Meta分析方法研究了3种秸秆还田方式下稻田CH_4和N_2O排放的特征,并估算出不同秸秆还田方式下稻田的全球增温潜势和净增温潜势。结果表明,CTS、NTS和RTS处理下稻田CH_4周年排放的效应值分别为0.76、0.37和0.68,稻田N_2O周年排放的效应值分别为0.44、0.36和0.52;在两熟制下,不同秸秆还田方式下稻田CH_4周年排放的效应值的大小为RTSCTSNTS,但N_2O周年排放的效应值的大小为RTSNTSCTS。在三熟制下,三种秸秆还田方式下稻田CH_4的周年排放的效应值的高低为CTSRTSNTS,而N_2O周年排放的效应值的高低为RTSNTSCTS。在相同的秸秆还田方式下,三熟制稻田温室气体周年排放的效应值都高于两熟制。此外,不同的还田秸秆种类影响稻田温室气体的排放;结合前期研究,估算出CTS、NTS和RTS处理下稻田的净增温潜势分别为12 375.55、11 232.36和15 982.87 kg CO_2-equivalent·hm~(-2)。因此,免耕秸秆还田是长江中下流地区稻田净减排条件下适宜的秸秆还田方式。     

农田温室气体净排放研究进展

农业是温室气体排放的主要排放源之一,农业温室气体减排对全球温室气体排放具有重要贡献,研究农田温室气体净排放潜力亦具有重要现实意义.本文阐述了农田温室气体净排放的涵义,并归纳总结了耕作方式、施肥、水分管理、间套作等农业措施对农田土壤有机碳(SOC)含量、农田土壤N2O和CH4、农田生产物资的使用所造成的温室气体(主要为CO2、N2O和CH4)排放的影响,结果表明:保护性耕作总体能提高表层SOC含量,减少CH4排放,但减少农田土壤N2O排放的研究尚存在一定的争议,耕作方式亦影响投入,从而影响温室气体的排放；施肥(特别是配施)能提高SOC含量.施氮肥越多,N2O排放量越大,而CH4主要受有机物料的影响较大；水分对减少N2O和CH4排放有相反作用,需综合进行平衡管理；不同的作物品种、间套作模式或促进或减少温室气体排放.此外,本文指出了国外在该领域的研究注重从系统角度考虑农田温室气体排放,而国内的研究则非常少,提出我国农田温室气体净排放可作为未来研究的一个重点,并对未来研究内容进行了初步归纳总结.     

农田固碳措施对温室气体减排影响的研究进展

农田是CO2,CH4和N2O三种温室气体的重要排放源,在全球范围内农业生产活动贡献了约14%的人为温室气体排放量,以及58%的人为非CO2排放,不合理的农田管理措施强化了农田温室气体排放源特征,弱化了农田固碳作用。土壤碳库作为地球生态系统中最活跃的碳库之一,同时也是温室气体的重要源/汇。研究表明通过采取合理的农田管理措施,既可起到增加土壤碳库、减少温室气体排放的目的,又能提高土壤质量。农田土壤碳库除受温度、降水和植被类型的影响外,还在很大程度上受施肥量、肥料类型、秸秆还田量、耕作措施和灌溉等农田管理措施的影响。本文通过总结保护性耕作/免耕,秸秆还田,氮肥管理,水分管理,农学及土地利用变化等农田管理措施,探寻增强农田土壤固碳作用,减少农田温室气体排放的合理途径。农田碳库的稳定/增加,对于保证全球粮食安全与缓解气候变化趋势具有双重的积极意义。在我国许多有关土壤固碳与温室气体排放的研究尚不系统或仅限于短期研究,这也为正确评价各种固碳措施对温室气体排放的影响增加了不确定性。     

中国海洋捕捞渔业温室气体排放时序分析与因素分解

综合渔获量规模、作业方式结构、作业方式能耗强度和燃油排放系数等因素对温室气体排放的影响，在对2006～2011年海洋捕捞渔业温室气体排放核算和时序分析基础上，利用LMDI方法对温室气体排放进行了因素分解。结果表明：海洋捕捞渔业温室气体排放量呈现出稳定的增长趋势，平均每年温室气体排放量增长2666万t；拖网、刺网两种作业方式产生的温室气体占相应年份海洋捕捞渔业温室气体排放量的比重最大，约占80%，且温室效应最强。渔获量规模效应是驱动我国海洋捕捞渔业温室气体排放的最主要因素。建议通过采取“捕捞配额”或实施较长期的禁渔休渔制度来降低渔获量总量，不仅有利于保护海洋渔业资源，还能减少温室气体排放，也可以通过建立海洋捕捞生态补偿制度的方式来调整作业方式结构向低温室气体排放转变     

水库温室效应研究进展与主要影响因素分析

温室气体排放导致的全球变暖成为世界各国关注的焦点。目前，关于淡水水库的温室效应在全球气候变化中的作用也成为了科学家争论的问题。已有的研究表明，世界上很多为水力发电或其他目的建造的水库，因水库蓄水所导致土壤和植被的淹没而额外增加碳基温室气体二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4）的释放。通过对国内外关于淡水水库温室气体研究方面文献的归纳，综述分析了水库温室效应观测研究案例、〖JP2〗水库温室气体的产生机制、排放过程及其主要影响因素等方面的研究进展。为进一步从事水库温室气体研究、把握水库温室气体排放提供参考     

中国农业温室气体排放:现状及挑战

该文从农业生产过程和化肥、能源等投入方面计算了中国农业温室气体排放.2009年,中国农业总计排放温室气体158 557.3万t CO2当量,比1980年增长52.03％,年均增长1.46％.其中,CH4占总排放的25％,N2O占总排放的52％,CO2占总排放的23％.按来源分析,在2009年排放的温室气体中,水稻种植排放14 264.45万t,占9％;畜牧生产排放42 709.94万t,占26.94％；土壤排放47 457.81万t,占29.93％；化肥、能源、农药、农膜等投入引起的排放54 125.11万t,占34.14％.2009年农业GDP排放的温室气体为2.98 kg/元,粮食排放的温室气体为1.5 kg/kg.在2008年,牛肉排放的温室气体为28.54 kg/kg,羊肉为15.5 kg/kg,猪肉为1.49kg/kg,禽肉为0.54 kg/kg,牛奶为1.04 kg/kg,禽蛋为0.83 kg/kg.由于技术进步和生产效率提高,单位粮食、肉类和牛奶排放的温室气体都有较大幅度降低.对于种植单季粮食的土地,CO2交易价格为80元/t将使23.27％的耕地退出粮食生产；当CO2交易价格为100元/t时,这一比例高达63.31％.对于种植双季粮食的土地,CO2交易价格为130- 140元/t时,将有50％的耕地退出粮食生产.由于中国粮食生产利润率过低,CO2较低的价格使严重影响粮食生产面积和产量.     

崇明县农业温室气体排放核算

对崇明县农业2005～2009年所排放的CO2、CH4和N2O的量进行了核算，核算结果显示2005～2009年崇明县农业温室气体总量（折算为CO2）由1 038 527 t上升到1 076 993 t，上升比例为37%。其中，CO2和CH4的排放量分别从2005年的460 178 t和12 039 t下降到2009年的441 705 t和11 686 t，下降比例分别为40%和29%，但N2O的排放量则由2005年的1 050 t上升到2009年的1 258 t，上升比例为198%。N2O排放的快速增长和其巨大的增温潜力是影响崇明温室气体排放总量变化趋势的重要因素。核算结果表明，影响崇明农业温室气体排放的主要因素包括化肥使用强度过大和使用效率过低、粪便管理系统效率不高、农产品销售网络不完善等。未来崇明农业应主要从提高可再生能源利用比例和能源利用效率、实施精确施肥以降低化肥使用强度、提高畜禽粪便资源化利用率以及改善剩余农产品销售网络等方面来减少温室气体排放，从而实现可持续的低碳农业     

湖南省碳源与碳汇变化的时序分析

在全球气候变暖的背景下，减少温室气体排放、发展低碳经济成为各地区在发展中的普遍共识。以湖南省为研究区域，以1995~2008年为研究时序，从能源消费、主要工业产品生产工艺过程、土地利用变化与牲畜管理、固体废弃物处理与废水处理和排放4个方面综合分析了碳源与碳汇的变化情况。研究表明:1995~2008年，湖南省温室气体排放总量约在220亿t（2000年）至399亿t（2008年）CO2当量之间，14 a间增长了6118%，年均增长374%；碳汇总量约在1754亿t（1995年）至2537亿t（2007年）CO2当量之间，14 a间增长了3607%，年均增长约240%；能源消费与农业部门是湖南省温室气体的主要来源，林地是湖南省碳汇的主要来源；综合碳源与碳汇变化的均衡结果，1995~2008年湖南省呈碳汇盈余状态，净碳汇在2001~2007年持续增加，14 a间增长了31.94%，年均增长2.15%     

三峡水库消落带优势草本植物残体淹水后温室气体排放特征

三峡水库消落带淹水后植物腐烂分解，向水体释放碳、氮养分，可能导致二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH ₄）和氧化亚氮（N₂O）等温室气体（GHGs）排放，消落带可能成为大气GHGs的排放源，但目前植物淹水腐解导致的GHGs排放还缺乏定量研究。选择三峡水库消落带优势草本植物狗牙根（Cynodon dactylon (Linn.) Pers.）、水蓼（Polygonum hydropiper）、鬼针草（Bidens bipinnata Linn.）和苍耳（Xanthium sibiricum Patrin ex Widder.）的茎叶，开展为期120 d的室内浸泡模拟淹水实验，测定植物残体干重、上覆水的水化学指标和养分浓度并监测其动态变化，同时测定水-气界面GHGs排放速率，旨在查明消落带植物残体淹水后的GHGs排放过程和通量及其植物种间差异。结果表明:植物残体淹水初期（前15 d）干重下降较快，随后下降变缓，其中苍耳干重损失最大，狗牙根干重损失最小；植物残体淹水初期（前15 d）水-气界面的GHGs快速排放，淹水第4~7 d达到峰值，中后期（第30 d起）平稳排放，鬼针草和苍耳淹水后水-气界面GHGs排放速率显著高于狗牙根和水蓼（P<0.05），鬼针草和苍耳淹水后CO ₂和CH₄累积排放量显著高于狗牙根和水蓼，苍耳、鬼针草和水蓼淹水后N₂O累积排放量显著高于狗牙根，总体而言，狗牙根淹水后GHGs排放量最低；消落带优势草本植物残体淹水后的CO₂和CH ₄排放速率随上覆水的DOC浓度升高而增加， N₂O排放速率与上覆水的NO^-₃-N浓度具有正相关关系，受NO^-₃-N浓度驱动。同时，植物形态和其碳氮含量影响植物淹水分解速率、进而影响养分释放和GHGs排放。     

Mitigating Greenhouse Gas Emissions from Rice-Wheat Cropping Systems in Asia

The rice-wheat belt comprises nearly 24–27 million ha in South and East Asia. Rice is generally grown in flooded fields whereas the ensuing wheat crop requires well-drained soil conditions. Consequently, both crops differ markedly in nature and intensity of greenhouse gas (GHG) fluxes, namely emission of (1) methane (CH₄) and (2) nitrous oxide (N_2O) as well as the sequestration of (3) carbon dioxide. Wetland rice emits large quantities of CH₄; strategies to CH₄ emissions include proper management of organic inputs, temporary (mid-season) field drainage and direct seeding. As for the wheat crop, the major GHG is N_2O that is emitted in short-term pulses after fertilization, heavy rainfall and irrigation events. However, N_2O is also emitted in larger quantities during fallow periods and during the rice crop as long as episodic irrigation or rainfall result in aerobic-anaerobic cycles. Wetland rice ensures a relatively high content of soil organic matter in the rice-wheat system as compared to permanent upland conditions. In terms of global warming potential, baseline emissions of the rice-wheat system primarily depend on the management practices during the rice crop while emissions from the wheat crop remain less sensitive to different management practices. The antagonism between CH₄ and N_2O emissions is a major impediment for devising effective mitigation strategies in rice-wheat system - measures to reduce the emission of one GHG often intensify the emission of the other GHG.     

长江中下游滨岸带水体温室气体释放的时空分布特征

内陆河流生态系统作为大气中温室气体通量交换的热点区域,对全球的碳循环有重要影响。分别于平水期(2017年5月)和丰水期(2018年7月)对长江中下游滨岸带水体两种温室气体(CH_4和CO_2)释放通量进行了调查研究。结果表明:平水期时,CH_4和CO_2的释放通量分别为0.39～9 668.83 nmol·m~(-2)·h~(-1)和0.25～3 229.41μmol·m~(-2)·h~(-1),平均值为298.24±1 308.65 nmol·m~(-2)·h~(-1)和290.75±645.99μmol·m~(-2)·h~(-1);丰水期时,二者的释放通量为-22.80～329.76 nmol·m~(-2)·h~(-1)和-110.21～16.39μmol·m~(-2)·h~(-1),平均值为21.51±49.56 nmol·m~(-2)·h~(-1)和-3.63±13.25μmol·m~(-2)·h~(-1)。水体温度、pH、溶解性总磷浓度、溶解性有机碳和溶解性有机氮比值是影响CH_4和CO_2通量的重要因素。CH_4和CO_2释放通量还受到通江湖泊的缓冲和入江河流输入的影响,表现为河口水系高,湖口水系低的特点。由于外源污染和滨岸带土地利用的差异,城市岸带的CH_4和CO_2排放量最高,其次为自然岸带,湿地岸带和河口较低,通量最低的为化工园岸带。估算表明,长江全年碳排放以CO_2为主,年释放量约为1.93×10~7 t(C),CH_4年释放量约为2.28×10~(4 )t(C),低于世界上一些其他大型河流。     

基于Hydrus-1D模型的太湖流域农田系统水分渗漏和氮磷淋失特征分析

在土壤水分长期定位观测基础上,应用Hydrus-1D模型对太湖流域典型稻麦轮作农田土壤水分渗漏进行动态模拟,并结合深层土壤溶液取样及氮磷浓度测定,分析了当前耕作方式下农田水分渗漏和氮磷淋失特征。结果表明,土壤水渗漏与降雨、灌溉及前期土壤含水率有关;麦季深层渗漏量小但持续时间长,而稻季单次渗漏量大却持续时间短。模拟时段内铵态氮和可溶解性总磷的淋失主要发生在稻季,淋失量分别为2.62、0.49 kg/hm²,分别占稻麦轮作期总淋失量的96.0%、96.0%,而硝态氮淋失主要发生在麦季,淋失量为57.97 kg/hm²,占总淋失量的80.2%;无机氮淋失的主要形态为硝态氮,其淋失量占总淋失量的96.4%。综合看来,硝态氮应作为主要阻控对象,以减少农田面源污染对地下水及太湖水体的污染风险。此外,氮磷淋失在6、7月份即休耕期和水稻生长早期容易达到峰值,应得到重视。     

基于LMDI的珠三角能源碳足迹因素分解

如何控制区域碳排放增长是当前全球关注的热点。分解各因素对碳足迹的作用及影响权重,找出其主导因素,对推动碳减排开展有积极意义。本文结合IPCC碳排放因子,计算出1998-2009年珠江三角洲能源碳足迹,然后基于Kaya恒等式,运用LMDI对珠三角能源碳足迹进行因素分解。结果表明:珠三角能源碳足迹从1998年11272万吨上升到2009年的24905万吨,总体呈现快速增长趋势;经济规模的扩大是珠三角碳足迹快速增长的主要推动力,经济效应受经济规模、国家政策与国际金融环境影响;人口增长对珠三角碳足迹的增长也起到推动作用;能源效率的提高,是抑制珠三角碳足迹增长的最重要因素;研究期间珠三角能源结构变化不大,导致能源结构效应的作用表现并不显著;发展低碳产业、提高能源效率是抑制珠三角能源碳足迹快速增长的主要手段,适度控制经济及人口规模也是必须的。     

保护性耕作下蚕豆生育期土壤有机碳、氮含量变化与分布特征

为研究西南紫色土丘陵区坡耕地长期保护性耕作下旱作蚕豆不同生育时期农田土壤有机碳、氮相关组分分布特征,进而优化保护性耕作措施、改善土壤肥力。试验采用传统耕作、垄作、传统耕作+秸秆半量覆盖、垄作+秸秆半量覆盖、传统耕作+秸秆全量覆盖、垄作+秸秆全量覆盖6个处理。结果表明:在不同处理下,土壤总有机碳(TOC)、总氮(TN)、活性有机碳(AOC)、颗粒有机碳(POC)、水溶性氮(DN)的含量分布均表现出0～1010～20 cm土层,且随时间变化整体波动均不大。蚕豆生育期内,无秸秆覆盖条件下,垄作较平作提高了土壤总有机碳、土壤全氮、活性有机碳和颗粒有机碳的含量,但在秸秆覆盖条件下,垄作却降低了土壤总有机碳和颗粒有机碳的含量,且随着秸秆覆盖量的增加土壤颗粒有机碳和活性有机碳含量下降。同时,无论平作或垄作,秸秆覆盖较无秸秆覆盖均有利于土壤总有机碳、土壤全氮、活性有机碳和颗粒有机碳含量的提升。相关性分析表明,TOC与TN、DN、AOC之间呈显著正相关,TN与POC、DN、AOC之间呈显著正相关,POC仅表现出与DOC显著正相关,DOC与DN呈极显著正相关,DN则与AOC为极显著正相关关系。总之,单一垄作措施或秸秆覆盖能更有利于改善土壤碳、氮状况,且土壤有机碳、氮不同组分之间存在一定的耦合关系。     

基于ISO14067的长江上游某水电项目碳足迹分析

以长江上游某大型水电站为案例,根据国际标准化组织碳足迹量化标准(ISO14067)评价流程,对该水电站全生命周期(建设阶段,运行维护阶段,退役阶段)碳足迹进行估算,并着重考虑了蓄水前后水库温室气体通量差异。研究以碳足迹系数和能源回收率作为指标进行评价,结果表明生命周期碳足迹为5 417.0万t CO_(2eq),碳足迹系数为7.0~13.1 g CO_(2eq)/kW·h,中位值为9.4 g CO_(2eq)/kW·h,该水电站项目能源回收率达236.4。与各种能源电站以及国内外同类型水电站相比较,该水电站碳足迹明显较低,且能源回收率显著较高,说明以该水电站为代表的我国西南水电具有显著的优质性,大力开发水电能有效节能减排,明确了生命周期评价方法对于水电站碳足迹评估的适用性。     

长江中下游稻-麦轮作系统生命周期环境影响评价——以江苏南京为例

长江中下游地区是我国稻麦主产区,辨析该区农业生产过程的环境效应,可为实现农业绿色发展提供理论指导。以稻麦轮作典型生产区江苏南京为例,应用生命周期评价方法对该系统生命周期的资源消耗和污染物排放清单进行分析和评价。结果表明:在该稻-麦轮作体系中,水稻生命周期的环境影响主要是富营养化、水体毒性、环境酸化和土壤毒性,环境影响指数分别为2.32、0.76、0.33和0.27;而小麦生命周期的环境影响主要为富营养化、水体毒性、土壤毒性和环境酸化,环境影响指数分别为2.50、2.09、0.32和0.23。肥料、农药、柴油的生产和使用是引起能源消耗和气候变暖的主要因素;农户超量施用氮肥是造成潜在环境酸化和富营养化的关键;农药的使用是造成水体毒素和土壤毒素的最主要原因;而氮肥和农药投入对人类毒性均有较大影响。因此,在工业领域加快新型能源开发,实施清洁生产;在农业领域优化田间管理措施(如减少氮肥施用、研发多功能一体化农机及推广低毒高效农药)能有效控制长江中下游地区稻麦生产负面环境影响,提高该区农业可持续发展能力。     

中国电力行业的全周期碳足迹

在碳达峰与碳中和目标下,国家层面与各省份均在积极推动碳减排。电力行业作为我国最大的排放部门成为减排重点之一,然而电力行业存在的隐含碳排放造成实际排放低估,省际间碳转移导致省级碳减排不公平问题突出。因此识别电力行业全周期碳足迹,尤其是不同省份的隐含碳足迹以及省际间的转移碳足迹特征,有助于正确评估电力行业碳排放,科学界定不同省份的碳减排责任并合理分配。通过构建电力行业全周期点-流模型以揭示电力产业链中存在的能源活动,进而明确基于用电侧考虑的2018年全周期碳足迹,并刻画碳隐含度与碳转移依赖度指标来分析电力行业的隐含碳排放与省间转移碳排放。研究表明:(1)我国电力行业全周期碳排放系数为689 g/(kW·h),排放量为4.747×10⁹t,其中北方大部分地区排放系数偏高,山东最高达891 g/(kW·h),南方地区偏低,云南最低仅101 g/(kW·h)。(2)全国电力行业全周期碳隐含度为8.95%,东南沿海贫煤省与煤炭生产高排放省的碳隐含度偏高,贵州最高达14.63%,西北、华北富煤省的碳隐含度偏低,新疆最低仅4.94%;全国隐含碳排放量为4.25×10⁸t,广东隐含碳排放量最高达5.0×10⁷t,青海最低仅1.17×10⁶t。(3)全国电力行业全周期碳转移量为9.26×10⁸t,约占排放总量的19.5%,电力与煤炭自给率越低的省区对外碳转移依赖度越高,其中北京最高达71.24%;内蒙古、山西、陕西、宁夏、安徽、新疆、贵州是主要碳转入省,总转入7.11×10⁸t,其中内蒙古最高达2.64×10⁸t;江苏、浙江、广东、山东、河北、北京、辽宁、河南、上海是主要碳转出省,总转出6.92×108t,其中江苏最高达1.12×10⁸t;全国共有240对省存在碳转移,其中有102对的转移量超过1.0×10⁶t。在研究基础上,提出相应建议推动省级电力行业公平合理低碳发展。     

江西省县域农业碳排放的时空动态及影响因素分析

通过构建江西省农业碳排放测算体系，采用碳转化系数法对江西省县域农业碳排放进行了估算，并分析了2000~2010年江西省农业碳排放的时空动态及其影响因素。结果表明：（1）江西省农业碳排放总量从2000年的23085万t增长到2010年的29051万t，不同年份农业碳排放均主要源于化肥施用与农业机械使用；（2）全省农业碳排放量的空间分布呈现较为明显的集聚特征，主要年份高碳排放区均集中于鄱阳湖周边地区；碳排放强度多为Ⅱ级水平，空间分布上与碳排放量相比更为均衡；（3）江西省县域间农业碳排放的相对差异与绝对差异整体上均呈明显扩大的趋势；（4）生产效率、结构、劳动力等因素对农业碳排放有抑制作用，农业经济发展则促进碳排放量增加，农业碳排放还受社会、政策等影响