基于氮磷农田利用的黄淮海地区畜禽粪尿土地承载力研究

为评估黄淮海地区畜禽粪尿土地承载力,以《畜禽养殖业源产排污系数手册》为基础,采用2018年国家及地方统计年鉴数据,测算了黄淮海地区畜禽粪尿总量、耕地畜禽粪尿氮磷负荷和畜禽养殖环境风险指数,并基于氮磷农田利用估算了该地区畜禽粪尿土地承载力及发展潜力。结果表明:(1)2017年黄淮海地区畜禽养殖的粪尿、氮和磷产生量分别为31 434.18万、172.90万和31.10万t,单位面积耕地的畜禽粪尿、氮和磷负荷分别为12.00 t·hm~(-2)、66.05 kg·hm~(-2)和11.88 kg·hm~(-2);(2)畜禽污染物耕地负荷总体上处于较低水平,81.82%的城市畜禽粪尿耕地负荷低于15 t·hm~(-2),70.91%的城市畜禽氮负荷低于75 kg·hm~(-2),78.18%的城市畜禽磷负荷低于15 kg·hm~(-2);(3)从畜禽养殖环境风险看,北京属削减养殖区,天津、秦皇岛、烟台属严格控制区,威海、日照、德州、滨州、洛阳、许昌、漯河属适当控制区,邢台、安阳、商丘、枣庄、亳州、淮北、徐州、连云港、盐城、淮安属重点发展区,其余地区属一般发展区;(4)黄淮海地区基于氮磷农田利用的土地承载力为42 262.70万头猪当量,畜禽养殖潜力值为26 469.82万头猪当量,其中北京需削减66.34万头猪当量,天津、安徽、江苏、河北、河南和山东畜禽发展潜力分别为104.56万、3 569.14万、3 691.77万、4 189.90万、8 371.26万和6 609.53万头猪当量。     

集约化养殖场羊与兔粪尿产生量的监测

以集约化养羊场、养兔场为研究对象,监测了不同季节羊与兔的粪尿排泄量、粪尿养分含量、饲料养分摄入量等.结果表明,兔日平均粪便排泄量0.37 kg·只-1,年粪便排泄总量135.05 kg·只-1,粪便中氮、磷、钾和有机质平均质量含量分别为25.55、5.07、6.59和660.4 g·kg-1;羊日平均粪便排泄量1.09 kg·只-1,年排泄总量397.85 kg·只-1,粪便中氮、磷、钾以及有机质平均质量含量分别为19.89、4.90、11.79和649.1 g·kg-1.同一季节,同种动物磷的排泄量与摄入量比值高于氮、钾,同种动物养分排泄量与摄入量比值在不同季节也有差异.     

泸州市农业碳收支时空变化及公平性评价

根据泸州市空间面板数据,分别采用参数估算法及IPCC清单估算法估算该市2006—2015年农业生产碳收支状况,并用生态承载系数及经济效率系数进行区域农业碳排放公平性评价。结果表明:(1)2006—2015年该市农业碳吸收量由166. 47×10~7kg增长到188. 38×10~7kg,水稻碳吸收占比最大。农业碳吸收强度由2006年的8×10~3kg·hm~(-2)上升到2015年的8. 96×10~3kg·hm~(-2),其中龙马潭区叙永县明显减弱,而泸县和合江县显著增强。(2)研究期该市农业碳排放量由144. 02×10~7kg减少到127. 71×10~7kg,其中牲畜养殖是最大排放源。农业碳排放强度由2006年的6. 92×10~3kg·hm~(-2)下降到2015年的6. 07×10~3kg·hm~(-2),其中龙马潭区、纳溪区、叙永县和古蔺县明显减弱,而泸县显著增强。(3)农业碳排放生态承载力从大到小依次为江阳龙马潭泸县合江纳溪古蔺叙永;农业经济效率从大到小依次为龙马潭江阳泸县合江纳溪古蔺叙永。(4)农业碳排放公平性聚类分析结果显示,该市北部平原地区在一定程度上分担了其他地区的农业碳减排压力,南部山区农业碳排放则加重了该市农业碳减排压力。     

基于奶牛饲料氮和磷摄入量的粪尿氮和磷排出量估算

通过监测规模化奶牛场夏、冬两季奶牛氮、磷摄入量与排出量,分析两者之间的相关性,建立估算模型,以估算夏、冬两季奶牛场氮、磷排放量。结果表明,冬、夏两季每头成年奶牛每日粪、尿平均排出量分别为31.14和13.90 kg。泌乳牛夏、冬两季通过粪、尿排出的氮、磷总量分别为270.71和66.67 g·d-1,比干乳牛分别高16.4%和19.2%,比育成牛分别高150.7%和174.0%。不同生理阶段奶牛每日通过饲料摄入的氮、磷总量差异显著(P0.05),从高到低依次为泌乳牛、干乳牛和育成牛。每日通过粪、尿排出的氮、磷总量差异也达显著水平(P0.05),而且奶牛通过粪、尿排出的氮、磷占氮、磷摄入量的50%以上;夏、冬两季奶牛粪、尿、奶中氮、磷排出量与通过饲料摄入的氮、磷含量呈显著正相关关系,可利用拟合的回归方程建立基于奶牛饲料氮、磷摄入量的粪、尿中氮、磷排出量的估算模型,该模型可为奶牛场粪便管理及污染防治等工作提供参考。     

缓释肥料对烤烟旺长期解磷细菌的影响

研究了缓释肥料对烤烟旺长期解磷细菌的数量以及磷细菌的溶磷能力的影响．结果表明,施用缓释肥料提高土壤中解磷细菌的数量和磷细菌的溶磷能力．施用缓释肥料和普通肥料的土壤中磷细菌总量为分别为7．6×10^6个／g干土和2．3×10^5个／g干土,且磷细菌的总量都高于不施肥的处理．图2,表4,参11．     

种植不同冬季作物对稻田甲烷、氧化亚氮排放和土壤微生物的影响

研究双季稻收获后填闲种植不同冬季作物在其生长季节内甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）的排放特征,对合理利用冬闲稻田、发展冬季作物生产及合理评价不同种植模式具有重要意义。采用静态箱-气相色谱法对冬季免耕直播黑麦草、紫云英和冬闲的双季稻田中CH4和N2O排放及其相关微生物数量变化进行了分析。在冬季作物生长期,不同冬季作物稻田CH4和N2O排放通量均显著高于对照（冬闲）,CH4和N2O排放通量均表现为免耕直播黑麦草〉免耕直播紫云英〉冬闲;免耕直播黑麦草和紫云英处理稻田CH4排放量分别为2.28和1.07 g·m^-2,分别比对照增加241.92%和60.63%;N2O排放量分别为0.59和0.48 g·m^-2,分别比对照增加71.93%和40.06%;各处理稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化细菌、硝化细菌及反硝化细菌的数量变化范围分别为0.33×10^2 163.37×10^2 cfu·g^-1、11.05×10^3~245.68×10^3 cfu·g^-1、3.21×10^3~178.26×10^3 cfu·g^-1和10.47×10^5~198.88×10^5 cfu·g-1,免耕直播黑麦草和紫云英处理稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化细菌、硝化细菌和反硝化细菌的数量均显著高于冬闲,其中免耕直播黑麦草处理稻田土壤的产甲烷细菌、甲烷氧化细菌和硝化细菌数量显著高于免耕直播紫云英处理,而免耕直播紫云英处理稻田土壤反硝化细菌的数量则显著高于免耕直播黑麦草处理。研究结果显示,种植不同冬季作物能促进稻田生态系统中CH4和N2O的排放,而这两种气体的排放量与稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化菌、硝化细菌和反硝化细菌数量变化密切相关。     

红树种植–养殖耦合系统牡蛎石油烃含量及红树净化效果

为减少滩涂养殖中的石油烃污染危害、提高水产品的品质,以珠江口滩涂红树林种植–养殖系统耦验示范研究基地A、B两系统的7个红树种植–养殖塘[包括桐花树(Aegiceras corniculatum)、木榄(Bruguiera gymnorhiza)、秋茄(Kandelia candel)、红海榄(Rhizophora stylosa)的单种或组合种植]为对象,采用荧光分光光度法监测了水体、底质及吊养的近江牡蛎(Ostrea rivularis)肉质的石油烃含量.结果表明,牡蛎体内石油烃含量在11.10~29.3 mg/kg之间;与水体中石油烃含量呈正相关(r=0.88),牡蛎能很好地指示水体水质状况.单种或组合种植秋茄、桐花树、木榄、红海榄4种红树植物能有效降低水体石油烃含量,与对照相比降幅为50%~80%;使牡蛎的石油烃含量受到不同程度的影响,与对照相比,红树种植塘牡蛎石油烃含量降幅在20%~60%不等.木榄和桐花树种植塘中,牡蛎中石油烃平均含量分别为11.20 mg/kg、14.13 mg/kg,能达到无公害水产品标准.因此红树种植–养殖塘具有"种植岛基质–红树植物–微生物"的协同效应,通过物理、化学和生物的共同作用降低了水体石油烃的含量,从而提高了养殖生物的品质.     

岷江流域不同土地利用方式下紫色土有机碳储量特征

以岷江中下游流域紫色土为研究对象,按流域分上中下游区段3个抽样层采样,研究不同土地利用方式下紫色土有机碳储量特征,为紫色土退化评估及地力维护提供参考.结果显示,紫色土有机碳总量以林地(14.151g/kg)显著高于果园地(9.458g/kg)、菜园地(8.542g/kg)、草坡地(7.875g/kg),以玉米地(6.226g/kg)最低.水溶性有机碳含量呈现林地>果园地>菜园地>草坡地>玉米地趋势.同时,流域上、中、下游紫色土有机碳总量总体上差异显著,且以上游区段紫色土有机碳总量最高.流域中下游紫色土有机碳总量变化较大,其中,林地以下游高于中游,果园及草坡地以中游高于下游.菜园地、玉米地在3个区段上差异未达显著水平.岷江流域紫色土有机碳储量总体特征表现上游最高,中下游变化复杂,下游略高于中游区域.图1表4参10     

pH对鱼腥藻和普通小球藻生长竞争的影响

pH值是藻类生长环境的重要理化指标,它可以通过改变环境酸碱度和碳酸盐平衡系统及不同形态无机碳分配关系来影响藻类的生长。为揭示水体中常见藻类的生长过程及其与pH的相互关系,设置了6.0,7.0,8.0和9.0等4个pH梯度,通过室内实验模拟水体条件,研究不同pH条件下主要水华藻类--鱼腥藻（Anabaena sp.strain PCC）和常见淡水藻类--普通小球藻（Chlorella vulga）的生长和种间竞争。结果表明,无论是在单种培养还是在共同培养体系中,4个pH条件下两种藻类的最大生物量差异显著（P〈0.05）,鱼腥藻和普通小球藻的最适pH均为9.0,其中单种培养时鱼腥藻和普通小球藻的最大生物量分别为4473.5×104,689.6×10^4 cells·mL-1;共同培养时鱼腥藻和普通小球藻的最大生物量分别为2798.0×10^4,296.5×10^4 cells·mL-1。竞争试验结果表明,pH对藻类种间竞争抑制参数能够产生显著影响,pH 7.0时普通小球藻对鱼腥藻的竞争抑制参数（β）最大,为12.91;鱼腥藻对普通小球藻的竞争抑制参数（α）则是pH 6.0时最大,为1.778。在4个pH条件下普通小球藻对鱼腥藻的竞争抑制参数（β）均大于鱼腥藻对普通小球藻的竞争抑制参数（α）,与单种培养相比,鱼腥藻最大藻细胞数受到明显削弱,说明普通小球藻在竞争中占优势。因此,在水产养殖过程控制和精准培水技术研究,以及控制养殖水体富营养化的过程中,可以通过调节养殖水体pH值以及普通小球藻的浓度来控制鱼腥藻的生长。     

中国竹林生态系统的碳储量

利用中国4次森林资源清查资料以及中国森林生态定位观测研究站(CFERN)的观测数据,估算了中国1977-2003年期间4个时期竹林生态系统的碳储量,并对其垂直分配结构特征、时空动态格局和贮碳潜力进行了分析.竹林的总碳储量结果为1977-1981年期间537.6Mt C,1984-1988年期问598.61Mt C,1994-1998年期间710.14 Mt C,1999-2003年期间837.92Mt C,期间浙江、江西、福建、湖南、广东和四川六省是中国竹林碳库的主要组成部分,占80.04%-83.13%.垂直分配结构基本相似,植被层占总碳储量的23.84%～24.49%,枯落物层占0.93%～0.96%,土壤层占的74.55%～75.23%.1999-2003年期间中国竹林生态系统碳素现存量为837.92 Mt C,10年后贮碳量将达到837.92 Mt C,并以C 54.81Mt·a-1.的平均积累速率递增.     

不同相对分子质量PBS基共聚物的降解产物对土壤微生物的影响研究

以陕西花园土为供试土样,采用室内模拟实验,在土壤中加入一定量的聚丁二酸丁二醇酯（PBS）,研究不同数均相对分子质量的PBS（Mn分别为3.46×103、8.13×103、1.60×104、3.50×104）对土壤呼吸强度,微生物（细菌（bacteria）、真菌（fungi）、放线菌（actinomycetes））数量的影响,以此来探讨PBS降解产物对土壤微生物生理特性的影响。研究结果表明：①相对分子质量为3.46×103和8.13×103的PBS在其质量分数较低时有利于土壤呼吸强度的增加,有利于细菌的生长,最大增长幅度达到40%,在其质量分数较高时有利于真菌生长,最大增长幅度达到500%。②相对分子质量为1.60×104和3.00×104的PBS随着PBS质量分数的升高,对土壤呼吸强度和微生物数量的促进作用相应增加,对土壤呼吸强度的提高幅度最大达11.6%,对真菌的提高幅度达178%。     

福州市郊泉头村沼气生态工程建设及其效益分析

应用生态学和系统论的原理，把可利用的生物物质通过沼气厌氧发酵形成良性生态循环系统。这样既解决了农村能源，保护了森林资源和植被，又解决了环境保护等问题。同时，把种植业和养殖业有机地结合起来，取得了综合效益。福州市郊泉头村生态工程建设从１９８６年起经过８年的试点，采用了沼气多级发酵工艺，成功地建造了沼气生态系统工程，促进了生产的发展，１９９３年产值达６８００万元，人均产值９３４００元，成为福州市重点商品猪基地之一和菜篮子工程项目。     

黄土高原丘陵沟壑区农业生态系统碳循环模拟研究

利用甘肃农业大学定西旱农综合试验站的2001—2008年长期定位试验数据对DNDC模型进行了验证,结果表明：模型可以用于安定区县域尺度农田土壤有机碳储量及其变化的模拟。模拟不同处理间碳的循环结果显示,秸秆还田或覆盖可提高作物秸秆与根系残留的外源碳携入量,也能提高土壤异氧呼吸对内源碳的消耗。利用DNDC模型以及区域气象、土壤和作物资料,对该区域表层（0～20 cm）农田土壤碳循环进行模拟研究的结果表明,2008年农田土壤（面积为1.2×109 m2）表层（0～20 cm）有机碳总储量为2.8×109 kg,平均土壤有机碳密度为2.33 kg.m-2。通过对该区域农田土壤模拟不同碳投入的情景,分析预测2008年至2037年土壤有机碳储量,得出增加有机肥能够显著增加土壤有机碳的积累,其次为免耕同时增加秸秆还田率50%,而单独实施这两种措施,土壤有机碳的积累速度较慢。     

Energy and Economic flow in homegardens in Subtropical Yunnan,SW China: A case study on Sanjia village

We studied the energy and economic flow of six types of homegardens in Sanjia village, SW China. Our study showed that the energy input of six types of homegardens averaged 99.11-175.65 x 10¹⁰J/ha, the energy output was 102.30-159.83 x 10¹⁰J/ha and the ratio of input/output ranged between 1:0.880-1:1.416. The ratios of input to output of home-gardens that prioritized cultivation of crops were higher than for homegardens that prioritized animal husbandry or other economic activities. The economic ratio of input/ output of six types of homegardens varied between 1:0.997-1:1.376 and the economic output ranged between 2480.0-10131.5 RMB/yr. We concluded that the homegarden systems of Sanjia village are high in the input and output of energy and cash flow, and can provide a basis for designing models of farm economy in rural subtropical areas.     

辽北四位一体庭院生态系统冬季增温保温效应研究

观测表明，辽北庭院生态系统中日光温室、养猪暖舍、厕所、沼气池四位一体模式具有较好的增温保温效应，效果明显优于单一日光温室，可创造良好的养殖业环境，保证模式中沼气池在冬季良好运行。     

浙北典型稻作区近30年表层土壤碳氮含量变化

农业土壤碳库作为表生碳库的重要组成部分,对研究陆地生态系统碳循环具有重要意义。水稻土作为农业土壤的重要类型之一,其固碳能力研究对研究陆地生态系统碳循环具有现实意义。文章通过嘉善县20世纪80年代、2002年、2008年3次土壤调查数据,对嘉善县表层土壤中有机碳、氮含量及分布进行了分析,有机碳平均值在80年代到2002年呈下降趋势,2002—2008年微弱上升。全氮的平均值在80年代到2002年亦呈下降趋势,2002—2008年呈较快上升。以高密度网格化（1点/4km2）实测数据,计算得到2008年表层土壤有机碳、氮平均密度为44.36t·hm-2和5.3t·hm-2,平均容量为22.182kg·m-3和2.67kg·m-3,总储量分别为1.122×109kg和0.135×109kg,依据2002年、2008年两次可对比的实测数据,采用GIS和地统计学工具,进行了含量的空间分析,以1点/4km2精度,计算了2002—2008年县域内农用地表层土壤的有机碳、氮的变化。2002—2008年每年平均储碳速率为30.8kg·hm-2,储氮速率为156kg·hm-2。2002—2008年碳氮比平均值下降了2.3,依据土壤粒级数据和Hassink的碳保持容量公式,计算出嘉善县土壤平均固定容量为2.478%,初步估算,全县耕地表层土壤还具有42.43万t的固碳潜力,影响表土有机碳储汇的自然因素主要为土壤含水量和质地。     

Efficient adsorption of carbon dioxide and methane on activated carbon prepared from glycerol with potassium acetate

In the context of global warming and the energy crisis, emissions to the atmosphere of greenhouse gases such as carbon dioxide (CO₂) and methane (CH₄) should be reduced, and biomethane from landfill biogas should be recycled. For this, there is a need for affordable technologies to capture carbon dioxide, such as adsorption of biogas on activated carbon produced from industrial wastes. Here we converted glycerol, a largely available by-product from biodiesel production, into activated carbon with the first use of potassium acetate as an activating agent. We studied adsorption of CO₂ and CH₄ on activated carbon. The results show that activated carbon adsorb CO₂ up to 20% activated carbon weight at 250 kPa, and 9% at atmospheric pressure. This is explained by high specific surface areas up to 1115 m²g⁻¹. Moreover, selectivity values up to 10.6 are observed for the separation of CO₂/CH₄. We also found that the equivalent CO₂ emissions from activated carbon synthesis are easily neutralized by their use, even in a small biogas production unit.

     

梵净山不同森林植被生物量、净生产量、碳储量及空间分布特征

为做好梵净山国家级自然保护区森林植被保护,摸清自然保护区森林植被资源家底,采用2016年第四次森林资源规划设计调查数据及变更至2019年的森林资源数据,计算和分析保护区内森林植被生物量、净生产量、碳储量。梵净山8种森林类型的总生物量为443.72×10⁴t,总碳储量为219.80×10⁴t,总生长量为29.75×10⁴t·a^?1,总凋落量为18.65×10⁴t·a^?1,总净生产量为48.40×10⁴t·a^?1,总生物量、总碳储量较大的是栎林,较小的是铁杉林,桦木林、阔叶混交林、马尾松林、软阔林、杉木林和硬阔林居中;平均碳密度为48.86 t·hm^?2,依次为:桦木林>阔叶混交林>栎林>硬阔林>软阔林>马尾松林>杉木林>铁杉林;总生长量、年凋落量、净生产量较高的是栎林、硬阔林,较低的是马尾松林、阔叶混交林和铁杉林,3种森林类型合计比例不到10%;在龄组中的分配依次为:中龄林>近熟林>成熟林>幼龄林>过熟林。在不同海拔中,梵净山森林植被生物量、碳储量、生长量、凋落量和净生产量主要分布在海拔1201—1800 m,其分布比例分别为50.39%、50.38%、49.21%、50.08%和49.54%;在不同坡向中,梵净山森林植被生物量、碳储量、生长量、凋落量和净生产量主要分布在南坡和北坡,二者合计比例大于60%。     

池州森林生态系统服务价值评估

基于LY/T1721-2008《森林生态系统生态服务价值评估规范》,采用实证研究、意愿调查、文献研究等方法,估算了池州市森林生态系统生态服务价值,结果表明:2009年,池州市森林生态系统生态服务价值为423.25亿元,林果等实物产品价值为168.97亿元,生态服务价值是实物生产价值的2.50倍.各项生态服务功能价值大小...