土壤酸化对温室气体排放影响的培育实验研究

利用不同pH值的模拟酸雨(SAR)淋洗处理42个月获得具有不同累积酸化程度土壤,对其进行室内培养并研究了土壤温室气体CO₂、CH₄和N₂O的排放特征.结果表明,一定的酸化累积促进CO₂排放,而累积到某值时(如pH3.0₅酸化累积程度的加深而增加.相关分析显示,土壤pH值不是造成不同累积酸化程度土壤温室气体排放差异的直接原因;CO₂和CH₄排放差异主要是由于酸化累积过程导致土壤碳、氮以及其他养分元素含量的差异造成的,而导致N₂O排放差异的产生原因却十分复杂.     

焚烧麦杆对稻田CH4 和N2O 排放的影响

采用3 种麦杆处理方式(不还田、均匀混施和原位焚烧)进行田间试验,观测稻田CH₄ 和N₂O 的排放情况,以探讨原位焚烧麦杆对稻田CH₄ 和N₂O 排放的影响.结果表明,与不还田处理相比,原位焚烧显著增加稻田CH₄ 排放量,同时显著减少稻田N₂O 排放量;与均匀混施处理相比,原位焚烧显著减少稻田CH₄ 排放量,二者的N₂O 排放量无明显差异.     

未来气候变化对旱田生态系统

反硝化-分解作用模型（DNDC）能较好地拟合贵州省玉米—油菜轮作田、大豆—冬小麦轮作田和休耕地的N₂O释放通量及其影响因子季节变化模式,采用DNDC模型定量探讨了未来气温、降雨量和降雨中无机N浓度变化对亚热带旱田生态系统N₂O释放的潜在影啊．结果表明,除大亚外,其它作物和休耕地土壤N₂O释放通量对气温变化接近于正响应;玉米地、大豆地和体耕地（对应于玉米生长期）土壤N₂O释放通量对降雨量的变化也接近于正响应;降雨中无机氮浓度的变化对3块实验田NO₂释放通量影响最大．     

农垦与放牧对内蒙古草原N2O、CO2排放和CH4吸收的影响

利用优选静态箱/气相色谱法(GC),首次对我国内蒙古草原典型地区进行了人类活动对N₂O、CO₂和CH₄交换通量影响的实验观测结果表明,农垦麦田N₂O平均排放通量比原始草原高出3倍,并改变了草甸草原为CO₂汇的性质,使其季节排放净通量以C计增加14.3 mg·(m²·h).随放牧强度的增加CO₂排放通量呈线性增长,轻牧会引起草原对CH₄吸收的大幅增加,而随着放牧压力的增大,增加值迅速回落.农垦麦田与草甸草原相比地-气间CH₄交换无显著变化,放牧强度对N₂O排放影响无显著规律.土壤湿度和温度是影响草原排放N₂O和CO₂、吸收CH4季节变化形式的关键因子,而人类活动仅影响排放强度.排放和吸收量年际间差异很大,但主要受降水的影响.N₂O和CO₂排放与CH₄吸收峰值相反现象普遍存在.     

短期放牧对半干旱草地生态系统CO2和N2O排放的影响

通过在北方农牧带半干旱草地生态系统(山西右玉)设置不放牧、轻度放牧、中度放牧和重度放牧4个不同强度的放牧实验,运用静态-暗箱法测定放牧第一年生长季的温室气体通量,研究不同放牧强度对该地区温室气体通量的影响.结果表明:(1) CO_2和N_2O在生长季表现出随着温度和水分变化的明显季节动态变化,但是与不放牧相比,第一年不同放牧强度对CO_2和N_2O排放速率没有显著影响;(2)放牧显著降低了土壤含水量(P 0. 05),中度放牧降低了土壤微生物生物量碳(MBC,P 0. 05),中度和重度放牧降低了土壤微生物生物量氮(MBN,P 0. 05);(3) CO_2排放速率和土壤温度、土壤水分之间呈显著正相关关系,土壤温度、可溶性氮、微生物生物量氮以及CO_2排放速率之间呈显著正相关关系.放牧增加了温度与CO_2排放的相关性,但对N_2O排放相反.(4)虽然放牧降低了土壤含水量,但是没有发现不同放牧强度间CO_2和N_2O排放的差异,说明短期内不同的放牧强度尚未对土壤微生物结构与功能造成显著影响,需要继续进行长期深入地研究,揭示放牧强度对温室气体通量的影响机制.     

烟气中水、氧含量对羟基资源化脱硫效率的影响

采用强电场电离放电方法,将烟气中H₂O、O₂通过电离、分解和超激发,形成羟基和水合电子等自由基.在无吸收剂、催化剂条件下,自由基直接氧化SO₂生成H₂SO₄微滴,再用电收雾器加以回收.结果表明,烟气中H₂O含量对硫脱除率的影响率比O₂的影响率高出1倍,H₂O、O₂含量对SO₂脱除率影响比值与理论计算值的偏离度为4.3%.烟气中H₂O、O₂的含量可满足强电离放电羟基自由基脱硫过程的需要.     

短期放牧对半干旱草地生态系统CO_2和NO_2排放的影响

通过在北方农牧带半干旱草地生态系统(山西右玉)设置不放牧、轻度放牧、中度放牧和重度放牧4个不同强度的放牧实验,运用静态-暗箱法测定放牧第一年生长季的温室气体通量,研究不同放牧强度对该地区温室气体通量的影响。结果表明:(1)CO2和N2O在生长季表现出随着温度和水分变化的明显季节动态变化,但是与不放牧相比,第一年不同放牧强度对CO2和N2O排放速率没有显著影响;(2)放牧显著降低了土壤含水量(P0.05),中度放牧降低了土壤微生物生物量碳(MBC,P0.05),中度和重度放牧降低了土壤微生物生物量氮(MBN,P0.05);(3)CO2排放速率和土壤温度、土壤水分之间呈显著正相关关系,土壤温度、可溶性氮、微生物生物量氮以及CO2排放速率之间呈显著正相关关系。放牧增加了温度与CO2排放的相关性,但对N2O排放相反。(4)虽然放牧降低了土壤含水量,但是没有发现不同放牧强度间CO2和N2O排放的差异,说明短期内不同的放牧强度尚未对土壤微生物结构与功能造成显著影响,需要继续进行长期深入的研究,揭示放牧强度对温室气体通量的影响机制。     

长江经济带农业源非二氧化碳温室气体排放的时空特征

利用清单方法核算了1980~2016年长江经济带农业源非二氧化碳（CO₂）温室气体的排放总量和排放强度,分析了不同经济发展情景和农业-环境脱钩状态下长江经济带2030年和2050年的排放情景.研究表明：时间维度上,1980~2016年长江经济带农业源非CO₂温室气体排放总量呈上升趋势,从0.26Gt CO₂-eq上升到0.32Gt CO₂-eq;2030年和2050年在高情景和中情景2种情景下,长江经济带农业源非CO₂温室气体排放量不会达峰,江苏、湖南、重庆、云南、湖北和安徽等六省（市）的单位农地面积排放强度将增加;3种情景下,四川始终为单位农地面积排放强度较低的地区.     

华中地区畜牧业温室气体排放特征分析与预测

采用IPCC推荐的温室气体清单计算方法,从温室气体排放总量、排放强度等方面分析了华中地区畜牧业温室气体排放现状;根据不同牲畜饲养数量,采用Logisticgrowth model、Gompertzcurve model等非线性时间序列模型模拟2030年华中地区牲畜数量,并计算畜牧业温室气体排放量.结果显示,2015年华中地区温室气体排放为6289.09万t CO₂-eq,单位GDP温室气体排放量为1.13万t CO₂-eq/亿元,单位肉类产量排放强度为3.73t CO₂-eq/t;2030年华中地区畜牧业温室气体排放总量约为4990.06（温室气体排放预测1）~5932.74万tCO₂-eq（温室气体排放预测2）.应当进一步优化畜牧业饲养技术及条件来提高产业温室气体排放效率,科学合理的规划不同牲畜的饲养规模,优化牲畜饲养结构来降低畜牧业温室气体排放量.     

外源铅化合物在土壤中的转化

通过培养试验,研究外源铅化合物在黑土、棕壤和草甸土中的转化.结果表明,Pb(NO₃)₂、PbO、Pb₃(CO₃)₂(OH)₂和PbSO₄处理的土壤溶解态Pb含量在试验开始时较高,随后迅速降低,逐渐达到平衡状态.PbS处理下,溶解性变化异常可能与PbS氧化有关.不同铅化合物在黑土、棕壤和草甸土中的溶解性大小一致,Pb(NO₃)₂PbO,Pb₃(CO₃)₂(OH)₂PbSO₄PbS,PbO和Pb₃(CO₃)₂(OH)2处理下土壤溶解态Pb含量没有显著性差异(P>0.01).与土壤混合90d后,大部分PbSO₄和PbS仍未溶解.pH值和PbS氧化是控制PbS溶解的主导因素.Pb(NO₃)₂、PbO和Pb₃(CO₃)₂(OH)₂溶解性表现为棕壤>黑土>草甸土(P<0.01).Pb(NO₃)₂处理下Pb²⁺所占比例显著高于其他Pb处理(P<0.01).与土壤混合90d后,Pb(NO₃)₂和PbO处理下Pb²⁺所占比例可高达75.23%,这可能与土壤溶液pH值和DOC含量降低有关.     

淡水沼泽湿地CO2、CH4和N2O排放通量年际变化及其对氮输入的响应

利用静态暗箱-气相色谱法自2002～2004年连续3a观测了三江平原淡水沼泽湿地CO₂、CH₄和N₂O 3种主要温室气体排放特征及外源氮素输入条件下温室气体通量的变化.结果表明,三江平原CO₂、CH₄和N₂O 3种主要温室气体排放具有明显的季节及年际变化规律.其中生态系统呼吸CO₂排放的最大值[779.33～965.40 mg·(m·h)^-1]出现在7、8月份,CH4通量最大值[19.19～30.52 mg·(m·h)^-1]出现在8月,N₂O通量最大值[0.072～0.15 mg·(m·h)^-1]出现在5月和9月,3种温室气体通量最小值CO₂为2.36～18.73 mg·(m·h)^-1;CH₄为-0.35～0.59 mg·(m·h)^-1;N₂O为-0.032～-0.009 mg·(m·h)^-1大都出现在冬季,且冬季淡水沼泽湿地表现为N2O的吸收.对气候因子的分析发现,温度条件是影响淡水沼泽湿地温室气体排放通量季节性变化的主要因子,而降水和积水水位变化是影响其排放年际变化的关键因素,特别是降水对CH₄排放通量的影响较其它2种温室气体更显著,且冬季雪融水对夏季CH₄的排放起重要作用.CO₂和CH4排放与土壤温度(5cm)呈显著的指数相关关系,而N₂O排放通量与土壤温度和水深相关性不显著.氮输入促进了三江平原CO₂、CH₄和N₂O 3种主要温室气体的排放,与对照处理相比,其排放通量分别升高了34%,145%和110%.     

施氮稻田温室气体排放的环境效益评价

基于对成都平原稻田生态系统CO2、CH4和N2O排放的原位观测,应用碳税法、工业制氧成本法和造林成本法对施氮情况下稻田生态系统气体调节的环境效益进行评价。研究表明,施氮情况下,稻田温室气体排放产生的环境负效益增加14.4%,但由于施氮提高了水稻生物量,使稻田生态系统固定CO2和释放O2的环境正效益提高26.2%,因而稻田生态系统通过自身气体调节功能产生的环境效益提高47.8%。所以,施氮通过提高稻田生态系统自身气体调节功能,能够降低大气中温室气体的浓度,抑制温室效应的发生,而水稻在调节稻田气体,减轻温室效应中起到主要作用。     

农业生态系统和大气间的温室效应气体交换

农业生态系统是温室效应气体的一个重要的源和汇.主要的温室效应气体直接或者间接的与这个系统有关,自然植被的破坏和土地的农业利用,包括稻田种植面积的扩大和氮肥的大量使用既增加了二氧化碳、甲烷和一氧化二氮等主要温室效应气体的释放,又减少了土壤对甲烷的吸收.本文还讨论了土壤过程与温室效应气体释放和吸收的关系以及影响上述过程的因素.     

单次降水对高寒草地温室气体通量昼夜变化的影响研究

在全球变化背景下,青藏高原降水格局发生改变,并影响高寒草地温室气体排放.为了更好地认识降水变化与高寒草地温室气体排放的关系,在2015年7月24日,通过人工降水6.7 mm,研究了单次降水对高寒草地温室气体昼夜变化的影响.表明:(1)单次降水没有改变土壤温度,但显著增加了土壤湿度;(2)单次降水后24小时内,高寒草地CH4吸收量降低了2.46倍,CO2和N2 O排放量分别提高15.3%和98.9%;(3)单次降水弱化了高寒草地CH4和N2 O排放量与土壤温度的关系.     

草地生态系统碳通量研究进展

草地碳循环在全球气候变化中起着重要作用,草地碳通量研究是草地碳循环研究的关键问题。由于草地特殊的地理位置及环境特征,使得草地碳通量有别于其他类型的生态系统。草地温室气体特别是CO2和CH4的释放水平具有明显的时空变化特征,其通量变化与许多外部因素相关,包括土壤微生物、土壤温度、土壤湿度、土地利用方式等。本文对近年来草地生态系统碳汇功能变化以及影响碳通量相关因子的研究成果进行了系统的分析和综述。还讨论了草地碳通量研究存在的问题,并对其发展方向进行了展望。     

冻融对内蒙古温带贝加尔针茅草甸草原N2O通量的影响

本研究以内蒙古呼伦贝尔草甸草原为研究对象,通过室内模拟实验与野外观测实验相结合,分析不同土层、放牧与封育、长期与短期冻融、不同冻融频率与冻融温差强度对草地土壤N2O产生与排放的影响.结果表明:冻融期间,从地表到下层15cm土壤N2O的产生速率随深度的增加而逐渐减少,N2O的产生主要来源于0~9cm的表层土壤;冻融期间温差相同的情况下,冻融次数越多,N2O的产生速率越小;N2O的产生速率随着温差的变小而减少;冻融期间封育样地的N2O排放量大于放牧样地,且封育样地的N2O排放量占全年排放总量的25.09%,大于放牧样地(12.38%),但从观测年排放总量看,放牧却促进了草地N2O源的功能;草地春融期间的N2O排放量是整个冻融期N2O排放量的最大贡献者.     

农垦对草甸草原生态系统温室气体(CH4和N2O)的影响

2012~2013年在呼伦贝尔谢尔塔拉牧场对天然草甸草地和草地开垦农田后,不同农作物种植和管理措施下甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放进行了野外实地观测.结果表明,天然草甸草地和农田均为大气CH4的吸收汇、N2O的排放源.在生长季,天然草甸草地开垦增强了土壤的N2O排放量,但是对土壤CH4通量的影响却存在较大的不确定性.在相同的气象条件下,作物类型对生长季农田CH4和N2O排放通量都没有影响.在生长季,灌溉对干旱农田的CH4平均吸收通量没有显著影响,但降低了干旱农田N2O的平均排放通量.2012年和2013年农田CH4和N2O的差异主要是因为降雨量不同导致的年际差异.回归分析表明,N2O排放通量与土壤湿度呈线性相关,与土壤温度没有相关性,CH4的吸收通量与土壤温度呈线性相关,与土壤湿度呈线性负相关.土壤湿度是影响土壤CH4吸收和N2O排放的主要因素.     

武汉市废弃物处理温室气体排放和控制对策

对武汉市2005、2010和2012年废弃物处理温室气体排放量进行了核算,结果表明2005、2010和2012年废弃物处理中生活垃圾填埋和废弃物焚烧产生的温室气体量最大,占折算为碳含量后的71.46%以上,是武汉市废弃物处理温室气体排放的重要来源。填埋产生的温室气体在2010年达到峰值,因填埋量减少、焚烧量增加导致焚烧产生的温室气体量增加。废水处理中温室气体的量相对较小,产生甲烷(CH_4)约0.44至0.67万t。废水处理中温室气体排放量随着污水收集率逐步提高而降低,而又随污水总量增加而增加。总体来说,废弃物处理中二氧化碳(CO_2)排放量逐年增加,CH_4先增加后降低,氧化亚氮(N_2O)逐年增加。此外,武汉市固体废弃物处理温室气体排放主要控制填埋量和焚烧量,而加强废弃物的收集和管理,以及技术提升、生态修复、增加植被碳汇将是武汉市废弃物处理温室气体控制和减排的重要措施。     

不同稻秆处理方式下双季稻温室气体排放通量研究

通过田间试验研究了不同稻秆处理方式下(常规处理(移出稻田+NPK),直接还田(RS)+NPK,原位焚烧还田(BIS)+NPK)双季稻温室气体排放.结果表明,相对于常规处理,RS+NPK处理显著增加CH4排放与减少N2O排放,BIS+NPK处理降低水稻生长季稻田CH4;RS+NPK和BIS+NPK处理稻田N2O排放差异并不显著(P>0.05);早、晚稻秸秆焚烧过程中产生的CH4与焚烧处理田间CH4排放相当,焚烧过程产生的N2O分别为BIS+NPK处理早、晚稻生长季N2O排放总量的90.1%和53.4%,贡献极大.不同处理温室效应表现为RS+NPK>NPK>BIS+NPK,单位产量的温室效应表现为秸秆直接还田处理最高,秸秆原位焚烧处理最低.     

季节性冻融期沼泽湿地CO2、CH4和N2O排放动态

三江平原季节性冻-融时间长达7～8个月,对沼泽湿地温室气体排放有重要影响.采用静态箱/气相色谱法研究了三江平原冻、融期沼泽湿地温室气体排放特征,表明三江平原不同类型沼泽湿地冬季都有明显的CH₄和CO₂排放,且冬季沼泽湿地CH₄排放量在全年CH₄排放中占有重要份额.融冻期沼泽湿地出现明显的CH₄和CO₂排放峰值,季节性积水沼泽化草甸CH₄和CO₂排放量大于常年积水沼泽湿地,而冬季常年积水沼泽湿地CH₄排放通量大于季节性积水沼泽化草甸.融冻期CO₂排放通量与土壤温度(5cm)呈指数相关关系(R²=0.912,p<0.001),沼泽湿地CO₂排放通量与CH₄通量间也呈显著正相关关系(R²=0.751,p<0.001).冬季三江平原沼泽湿地是N₂O的汇,融冻期随着土壤温度升高逐渐成为N₂O的源,且在5月份沼泽湿地表层土壤(0～20cm)融冻期间N₂O排放通量明显增大.三江平原土壤冻、融期间沼泽湿地温室气体的排放特征,反映了冬季微生物活性的存在及融冻作用对土壤碳矿化和氮硝化、反硝化作用有重要影响.