吉林西部盐碱水田区全球变暖潜势研究

为了探讨吉林西部土地整理工程对区域全暖所做贡献,基于实测的水田土壤温室气体数据,进行区域温室气体排放分析,为进一步评估水田开发对全球变暖的影响提供科学依据。以吉林省西部盐碱水田区为研究对象,将野外调查采样和小区试验相结合,采集了水田的0-30 cm表层土壤样品带回进行小区实验。在小区内挖取100 cm×100 cm×50 cm的坑,在土坑底部铺设塑料布后,将从采样点带回的土壤填进坑内灌水,种植水稻,6块样地分别为不同开发年限,其处置模式与前郭当地的水肥管理相同,样地周围挖掘了排水渠。通过静态箱-气相色谱法监测水稻生长期土壤所释放的温室气体 CH4,N2O 和CO2,计算水稻不同生长时期温室气体排放量及贡献率,估算研究区的区域变暖潜势（GWP）,结合30年水田面积变化加权法分析温室气体GWP贡献率。结果表明：水田生长期温室气体排放总量（以CO2气体计）随着开发年限的增加呈递增趋势,水田开发过程中CO2、CH4和N2O各时期温室气体排放的贡献率都有一定变化,CO2气体排放贡献率占主导地位在80%左右,CH4的贡献率16.69%-20.39%,是N2O的14-22倍,水田CH4气体的排放对研究区综合温室效应有较大贡献,水田开发初期N2O气体贡献率较成熟水田相比较高。在水稻生长旺盛期CO2气体贡献率下降明显,CH4气体贡献率显著升高,N2O气体贡献率变化不大,在返青期和成熟期CH4和N2O 2种气体贡献率均较小,其中,除成熟期外新开发水田的CH4气体贡献率均高于成熟水田,在水稻生长发育较快速的分蘖期、拔节孕穗期和抽穗开花期,CO2气体贡献率下降且降幅明显,该阶段CH4气体对温室效应的贡献比重加大,远高于N2O气体。在水稻成熟期,3种温室气体的贡献率与其他时期相比发生较大变化,CH4比 N2O 略有优势,CO2所占比例恢复至95%。?     

吉林西部碱尘的通量与物质特征分析

选择吉林西部两个典型地区，抽样采集碱尘样品，根据实测结果对日常形成的碱尘进行了通量测定；依据两个采样点的自然地理状况和实测采样记录，提出了吉林西部碱尘具有两种源区类型的认识，即以大布苏湖为代表的萎缩湖泡型和以姜家甸草场为代表的草场退化型。同时，通过对比分析不同时间和采样点的碱尘通量及源区特征，提出了吉林西部碱尘通量与风力条件、日照条件、pH值、物理性粘粒比例正相关，与植被覆盖度、地表物质粒级负相关。对碱尘元素分析结果表明，Ca、Na元素含量明显偏高，Fe、Al元素含量变化则较大；碱尘组成元素含量由多到少的顺序为：Ca、Na、Fe、Al、K、Mg、Ti，与普通尘暴元素组成有着明显的差别。     

吉林西部盐碱田土壤蔗糖酶活性和有机碳分布特征及其相关关系

盐碱水田生长期对大气具有碳汇作用,研究其碳循环机制对全球碳减排和全球气候变化有着重要作用和意义。为进一步探究盐碱水田生态系统碳循环过程中土壤酶对有机碳的影响,选取吉林西部盐碱水田区为对象,细化生长期的不同阶段,分别于未种植水稻时、水稻幼苗期、分蘖期、抽穗期、结实期前往吉林西部典型灌区前郭县进行0~10、10~20、20~30、30~40、40~50 cm分层采样,并马上回实验室用总有机碳分析仪测定有机碳含量,用3,5—二硝基水杨酸比色法测定土壤蔗糖酶活性,研究水稻不同生长时期土壤蔗糖酶活性及土壤有机碳在0~50 cm土层的分布特征,探讨蔗糖酶活性与土壤有机碳的关系。结果表明:表层土壤蔗糖酶活性最高,在不同生长期其活性均随着土壤剖面深度的增加显著降低,并且酶活性主要集中在0~20cm的土层中;抽穗期和结实期0~10 cm土层土壤有机碳含量分别为1.30和1.31 g·kg-1,低于10~20 cm土层1.57和1.51 g·kg-1,其余时期土壤有机碳含量随着土壤剖面深度的增加显著降低。经相关分析表明,土壤蔗糖酶活性与土壤有机碳间呈显著正相关关系,其中幼苗期蔗糖酶活性与有机碳含量的相关系数最高为0.97。吉林西部盐碱水田土壤蔗糖酶活性的剖面分异与土壤有机碳含量密切相关,土壤蔗糖酶活性对土壤有机碳库有显著的影响。     

吉林西部不同开发年份盐碱水田土壤有机碳和碳酸盐的季节动态

水稻土是中国主要的耕作土壤,在陆地土壤碳循环研究中具有重要现实意义。针对吉林西部水田土壤的特征,将无机碳库纳入土壤碳库研究,以典型灌区前郭县为例,野外采集盐碱地和已开发5、15、25、35、55年的5种不同水田表层土壤,建立实验样地,在水稻生长的幼苗期、分蘖期、长穗期和结实期采集土壤样品,用TOC仪分别测试表层土壤有机碳和碳酸盐含量,分析其季节动态规律和开发年份特征。结果表明：吉林西部盐碱水田土壤有机碳呈现“减-增-减”的季节变化规律,水稻生长的幼苗期和分蘖期有机碳含量下降,长穗期含量上升,结实期含量下降,碳酸盐季节变化规律与其相反,二者季节变化呈显著负相关;经历一个生长季后,开发5、15、25、35、55年的土壤有机碳含量分别增加了2.98%、3.53%、3.66%、2.72%、2.30%,碳酸盐含量分别增加了4.07%、2.15%、1.08%、1.61%、11.36%,说明研究区水田生长期具有碳汇作用;与未开发盐碱地相比,开发的5、15、25、35、55年生长季土壤平均总碳量分别增加了89.81%、121.03%、137.22%、188.28%,有机碳含量分别增加了284.28%、392.00%、456.37%、559.08%、666.06%,碳酸盐含量分别降低了13.49%、22.84%、32.23%、43.53%、62.40%;开发年份越长,水田土壤总碳和有机碳含量越高,碳酸盐含量越低;总碳的增加来自有机碳的增加;盐碱地开发有利于土壤碳汇。水稻生长期温度和降雨量影响土壤有机碳和碳酸盐季节变化。     

吉林西部退化草地修复方案的仿真优化

退化草地的恢复已成为吉林西部农牧业发展的重要任务.为使吉林省西部草地步人可持续发展的良性轨道,如何对退化草地进行恢复就成为研究工作面临的主要问题.首先,运用用RS和GIS技术,建立1989和2004年吉林西部土地利用/土地覆盖空间数据库,研究15年来的吉林西部草地退化情况,草地从1989年至2004年,其总面积减少26.752×104 hm2,15年间减少将近32%.针对吉林西部草地退化状况,提出不同的草地修复规划方案,在系统动力学的指导下,运用VENSIM软件建立了吉林西部草地退化典型区大安市的草地修复规划方案的仿真优化模型,对生产建设型、生态恢复型和生态修复型3种方案进行了仿真优化,其中生态修复型方案,大安市的草地面积以2%的速度恢复,到2020年草地面积为8.23×10.hm2,耕地面积为7.54×104hm2,草地耕地面积比为1.1:1,草地面积占大安市可利用土地面积的41%.农民人均收入达到3 299元,生态效益良好,为吉林西部受损草地生态系统修复的最佳方案.     

冻融作用下盐碱水田土壤含水率和氮素对有机碳影响研究

选择吉林西部前郭县盐碱水田土壤,进行实验室模拟冻融实验：以-5℃冻结1 d、5℃消融1 d作为1次冻融循环,揭示不同含水率和含氮量处理条件下土壤有机碳（SOC）的变化规律。结果表明,土壤含水率和含氮量是影响SOC含量的2个重要因素,冻融次数、土壤含水率、土壤含氮量以及冻融次数和土壤含水率、冻融次数和土壤含氮量的交互作用对盐碱水田SOC含量的影响显著（P〈0.05）。在1~3次冻融循环过程中,SOC含量明显降低,随着循环次数的增加,SOC含量降低速度减缓;适量的氮素和较低的含水率有利于SOC的稳定,初始含水率为50%的SOC含量明显低于含水率30%和40%的土壤,加入20%硝酸铵的SOC含量明显低于对照组和加入10%硝酸铵的土壤。研究结果对深入研究季节冻土区冻融期盐碱水田SOC变化规律,评估全年候SOC储量有重要意义。     

吉林西部土地利用/覆被时空变化驱动力分析

针对吉林两部土地利用/覆被情况,基于TM影像,借助人机交互解译方法,结合1:10万地形图获得1986年、1996年、2000年和2004年的4期土地利用/覆被变化(LUCC)矢量数据.利用土地利用动态度模型、土地利用转移矩阵.全面揭示研究区15年的LUCC时空变化特征,结果表明.盐碱地扩张,湿地、水域萎缩和草地退化已经成为吉林西部生态环境恶化的突出表现.结合研究区的实际情况选取总人口数、农业人口数、粮食总产置等12个指标作为LUCC:变化的丰十会经济驱动因子,借助多元线性回归模型,建立主要土地利用类型的驱动力模型.结果表明吉林西部土地利用变化的最主要社会经济因子是农业人口数、农民人均纯收入、农业生产技术(农业机械总动力、化肥施用量)和农村用电量,同时提出相应的生态环境保护和社会经济措施.     

吉林西部草地生态系统不同退化演替阶段土壤有机碳变化研究

草地盐碱化是吉林西部典型的生态环境问题。针对吉林西部具有＂羊草群落（Leymus chinense）→羊草-虎尾草群落（Carex duiuscula）→羊草-碱茅群落（Puccinellia distans）→碱蓬群落（Suaeda glauca）＂直至退化为盐碱地的逆向演替规律,本文选取大安市姜家甸草场为典型区进行野外样地调查,收集不同演替阶段植物样品30份,土壤剖面样品100份,表土样品40份,监测群落生态特征、土壤理化性质,计算土壤有机碳储量。分析结果表明：随着退化演替的进行,羊草-虎尾草群落的多样性指数、植被生物量、土壤有机质最高,土壤含水率及全N指数逐渐降低,土壤的pH值及土壤容重升高,土壤有机碳含量在0～100cm各土层呈现出先升高再降低的趋势,其中0～40cm内变化显著,50～100cm内相差不大,1m土壤有机碳密度从羊草群落的75.37t·hm-2升高到羊草-虎尾草群落的76.11t·hm-2,至盐碱地减少到52.21t·hm-2,约减少30%。研究结果对吉林省合理放牧、草地固碳量的增加和土壤碳储量的提高都有指导意义。     

西部地区环境政策与环境管理能力建设刍议

为促进西部大开发战略的实施和西部地区可持续发展 ,就西部地区环境政策框架和环境管理能力建设两方面进行了初步研究 ,提出了一些建议     

湘西州岩溶山地石漠化现状及治理对策

湘西州是典型的喀斯特地貌，石漠化危害十分严重．本文通过对湘西州石漠化现状、危害和治理情况及存在的问题的分析，从技术思路、营林措施、工程措施、能源建设、生态移民及开展生态旅游等方面提出了治理对策，对加速湘西州石漠化治理具有借鉴作用。     

中国土地荒漠化／土地退化的防治与环境保护

荒漠化是当今全球最严重的环境问题之一。结合中国国情来看，荒漠化不仅发生于干旱、半干旱地区；也发生于湿润、半湿润地区。中国已存在的荒漠化土地面积１１１．７万ｋｍ￣２，占国土面积的１１．６％；其中风力作用、水蚀作用和物理及化学作用下的荒漠化土地约各占１／３。另外中国还有易受风力和水力作用影响的潜在荒漠化土地５３．５万ｋｍ￣２和８７．５万ｋｍ￣２，潜在盐渍化土地１７．３万ｋｍ￣２。中国土地荒漠化是在脆弱生态条件下，人口过快增长，人为不合理的经营活动如水资源利用不当、过度开垦、过度放牧、过度樵采，以及工矿建设造成的土地与植被破坏、环境污染等所致，对它的防治实质上就是对退化环境的整治。中国荒漠化土地经过近几十年来的治理，个别地区有所好转，但总体上仍在发展中，因而它是环境保护与持续发展中的重要问题，必须引起重视。在总结中国防治荒漠化经验的基础上，提出了防治荒漠化的基本对策。     

吉林西部农业生态环境问题及对策

在自然因素和人为因素的影响下,吉林西部农业生态环境问题日益突出,土地退化严重,直接表现为“三化”(即土地盐碱化、草原退化和土地沙化)。盐碱地面积已增至160.69104 hm2,与50年代相比,盐碱地面积增加52.79104 hm2,平均每年增加1.35104 hm2,年递增率1.3%;建国初期,嫩平原吉林省西部草地面积252.9104 hm2,到了1999年,草地面积仅为122.3104 hm2,年递减率约2.6%,而且草原的质量也在下降。目前,沙地面积68.6104 hm2,土地沙化局面已基本控制。文章系统分析农业生态环境恶化的原因和驱动机制,提出综合防治对策和措施。     

土地利用/覆被变化对土地生态系统有机碳库的影响——以吉林省通榆县为例

土地利用/覆被变化对陆地碳循环影响显著.文章基于实地采集的土壤、植物样品的测试数据和1989、2004两年8月陆地卫星TM遥感影像数据,采用生态系统类型法分析吉林省通榆县1989-2004年耕地、林地、草地、盐碱地、沙地等11 种地类之间土地利用变化对土地生态系统有机碳库的影响.计算结果表明1989-2004年通榆县土地生态系统有机碳库共损失了3.18 TgC(1Tg=106t),年均损失约为0.265 Tgc.其中,湿地、草地有机碳库分别损失5.54 TgC和3.71 TgC,盐碱地面积的增加导致有机碳库损失4.75 TgC.林地面积增加和沙地面积减少分别使有机碳库增加了4.58 TgC和3.75 TgC.研究区总体上为一个碳失汇,草地退化、湿地萎缩、土地沙化和盐碱化造成了有机碳库的碳损失,而植树造林、草地植被的恢复和重建等活动则可以显著增加土壤有机碳储量.该研究对于评估自然环境与人为活动影响下,特别是大规模土地整治与生态修复对土壤有机碳的增汇潜力和固碳效应的影响具有重要的理论意义和应用价值.     

吉林省生态足迹时间序列计算与分析

为了定量评价吉林省可持续发展程度的动态变化及其影响因素,计算了1994-2003年吉林省生态足迹时间序列,着重分析了该省生态足迹、生态盈亏和生态足迹强度的动态变化及其驱动机制。结果显示：吉林省生态足迹和生态承载力的人均水平和总量均呈增长趋势,自然资源供需结构渐趋多元化;自然资源供需的非均衡增长导致生态赤字的出现和持续增长,表明目前吉林省的发展模式是不可持续的;自然资源利用效益不断提高,但仍低于全国和东部地区的平均水平。最后,根据生态盈亏的影响因素提出了降低和消除生态赤字的措施。     

基于突变级数法的吉林省生态补偿标准核算

为客观准确地确定各类土地的生态补偿标准,结合已有研究成果,采用突变级数法对生态系统的服务功能价值进行分析与评价,在此基础上提出基于突变理论的各类土地生态系统服务功能价值转换因子、均衡因子和生态补偿标准动态核算模型.应用该模型计算吉林省生态补偿标准,得出2012年吉林省耕地、林地、草地、湿地、水域和未利用地的生态补偿标准分别为1.534 9、2.018 5、1.682 1、2.094 9、1.826 8和0.823 6万元·hm-2,该生态补偿标准符合吉林省经济和社会发展的客观实际情况.基于生态系统服务功能理论和突变理论的生态补偿标准动态核算模型便于应用,具有较高可靠性和普遍适用性.     

海平面上升对生态环境及其服务功能的影响

近50年来，海平面持续上升对我国沿海地区的影响日渐明显。综合分析了我国海平面上升的现状及其发展变化趋势，对未来海平面上升对沿海地区生态环境及其服务功能可能造成的影响作了分析。最后提出了对策建议，为政府部门采取措施提供科学依据。     

湖南省宁乡县巷子口—沩山荒漠化治理研究

巷子口—沩山地处我国南方红壤丘陵地区。由于长期过度砍伐和陡坡开垦等不合理人为活动的影响,加上降雨多且暴雨集中、丘陵地形和花岗岩母质的自然条件,这里由水蚀导致的荒漠化一度比较严重,１９８２年以来,采取封禁与造林相结合恢复植被、多途径解决农村能源问题、坡耕地退耕还林、广泛开展宣传、加强机构建设、落实政策、加强监督等措施,开展了荒漠化治理,取得了显著的生态和经济效益。