秸秆还田对土壤有机碳结构的影响

秸秆还田既可以缓解土壤污染问题又可以增加土壤养分及改善土壤结构从而提高土壤质量。研究秸秆还田后土壤有机碳结构的变化对了解碳周转规律、促进农业管理和生产以及环境可持续发展具有重要意义。选取3种性质差异较大的土壤,分别为红壤、褐土及黑土。实验分为对照处理和添加质量分数为5%的水稻秸秆的秸秆处理。土壤在温室条件下培养24个月,每4个月取样一次,测定土壤中总有机碳含量及采用碳1s X射线吸收光谱测定土壤有机碳分子结构及各类型有机碳含量。实验结果显示,(1)黑土中总有机碳含量最高,达29.5-32.5 g·kg^-1,是红壤的4.7-6.4倍,褐土的3.9-4.9倍。加入秸秆后,红壤、褐土及黑土中有机碳含量较对照分别显著增加124%-196%、60%-110%和21%-28%。(2)3种土壤的对照中,有机碳主要以脂肪碳、羧基碳和烷氧碳存在。这3部分有机碳占总有机碳的百分比在红壤、褐土和黑土中分别为69.1%-86.6、79.6%-88.5%和87.3%-90.3%。加入秸秆后,3种土壤中有机碳类型依旧是上述3种有机碳占主导。(3)秸秆处理使红壤和黑土中有机碳疏水性增强,提高土壤团聚体稳定性,对改善土壤结构起促进作用。(4)秸秆加入后,红壤和褐土中发生正激发效应,这两种土壤中有机碳结构简单、稳定性减弱;黑土中发生负激发效应,其中有机碳结构趋于复杂,稳定性增强。     

集约化农区经济发展对耕地土壤有机碳含量变化的影响

陆地生态系统土壤有机碳储量变化是全球气候变化研究的重要方面,而耕地土壤有机碳含量是当中最活跃的部分,与人类利用行为以及社会经济发展水平相联系。文章选取黄淮海平原的北京市大兴区、河北省曲周县和黄土高原的山西省兴县的446个耕作层土壤20世纪80年代和2000年的有机碳含量数据和当地的社会经济、投入产出资料,结果表明:20年来,不同区域耕地土壤有机碳含量存在空间变异,但是其空间分布格局并未发生变化;对土地的集约利用并未造成土壤有机碳含量的降低,相反,各区域土壤有机碳含量普遍增加。结合相应的农户调查和统计资料,发现区域经济发展强烈地影响着土壤有机碳储量发生变化。无论自然条件优劣,还是经济发展水平处于何种阶段,经济的发展都能够促使农户增加对土地的投入,经济发达地区有充足的资金和市场保障,通过农业结构调整会增加对土地的投入;经济落后地区追求作物高产,促使土地投入也不断增加;使得作物经济产量和生物产量获得提高,促使耕地土壤有机碳含量增加。     

高寒草甸土地退化及其恢复重建对土壤碳氮含量的影响

针对我国青藏高原草地大面积退化及由此引发的一系列生态环境问题,从土壤生态功能恢复和区域可持续发展的角度出发,将原生高寒嵩草草甸封育系统作为对照,研究了土地退化对土壤碳氮含量的影响,检验了不同人工重建措施(3个人工种植处理:混播、松耙单播、翻耕单播和1个自然恢复处理)对土壤碳含量的相对影响程度。研究结果如下:原生植被封育处理每平方米土壤平均碳、氮含量分别为7.47kg和0.647kg,而重度退化地碳、氮含量分别为3.67和0.448kg·m-2,可以推算,由于土地退化而造成的土壤(0~20cm层)碳氮丢失量分别为3.80kg·m-2和0.199kg·m-2,即高寒草甸土地退化导致0~20cm土壤层中50.87%的有机碳和30.75%的氮流失,可以看出高寒草甸土壤退化后流失的碳比氮多;混播处理、松耙单播处理、翻耕单播处理和自然恢复处理土壤单位面积有机碳含量分别是原生植被土壤有机碳的70.5%,69.0%,49.0%和80%,单位面积氮含量分别是原生植被土壤全氮的86.9%,88.7%,71.1%和91.7%。但是,与重度退化地相比,除翻耕单播处理外,其它恢复重建措施均能部分恢复系统的碳氮含量,因此,将重度退化地进行自然恢复或松耙混播重建多年生植被可以作为系统固定碳(碳汇)的一个途径。     

耕地土壤碳固存的措施与潜力

土壤CO2排放与土壤退化、土壤有机质(SOC)含量减少和土壤质量下降密切相关。耕地具有较大的碳固存潜力。通过采用最佳管理措施(BMPs)和进行土壤修复来提高土壤质量，能增加SOC含量和提高土壤生产力，并能部分起到减缓温室效应的作用。文章从土壤固碳的机制入手，系统总结了在耕作土壤碳固存方面的研究。从土壤侵蚀控制、退化土壤修复、保护性耕作、残落物管理，改善农作物制度等方面，论述了耕地的固碳潜力，并提出了一系列实现碳固存的措施。最后估算出耕地土壤总的固碳潜力为0．73～0．87Pg/a。研究表明,在替代性能源开发之前，耕地碳固存是一项切实可行的措施。     

珠江三角洲城市群城市碳平衡仿真模拟分析

碳平衡目标的实现,有利于国家新型城镇化建设,推进我国生态文明建设和可持续发展战略。基于珠江三角洲城市群中9个城市2009—2012年化石燃料消耗量和植被面积数据,利用系统动力学模型模拟计算珠三角城市群各城市碳排放量和碳吸收量,并分析各城市碳平衡的演化规律;采用灰色预测DMG(1,1)模型构建城市碳平衡预测模型,利用AnyLogic软件仿真模拟了2009—2018年珠三角城市群各城市碳平衡的变化规律。结果表明:珠三角城市群各城市的碳排放量增长迅速,而碳吸收量增长缓慢;各城市碳平衡值将处于零值以下,其中中山市碳平衡值最高,广州市碳平衡值最低;各城市碳平衡值将逐年下降,其中惠州市、珠海市降幅最大;邻近城市间的碳平衡值的演化轨迹相似。针对珠三角城市群各城市碳平衡的发展趋势及其存在的问题,提出了提升各城市碳平衡水平的可行性对策与建议。     

地表水中总有机碳的测定

采用美国泰克玛公司Apollo9000总有机碳(TOC)测试仪测定松花江哈尔滨江段各断面水中情况，通过与国家标准方法中测定水质有机物总量指标的几种方法进行比较，结果表明TOC是一种简便、科学地反映地表水中有机物污染状况的方法。     

基质浓度对分体式厌氧氨氧化工艺固碳能力的影响

采用分体式厌氧氨氧化反应装置,以短程硝化-厌氧氨氧化工艺为研究对象,通过改变基质浓度探究其对工艺固碳潜力的影响,寻找最佳固碳量的运行工况;通过收集反应器运行各阶段的污泥样品,对其中的微生物种群多样性进行分析,确定工艺的固碳微生物。试验结果表明:确定进水中NH~+_4-N浓度为180 mg/L时,工艺展现出最佳的固碳能力;短程硝化阶段,当进水中NLR为0.44 kg-N/(m~3·d~(-1))、HRT为10 h时,固碳量为0.285 mg/mg-N;厌氧氨氧化阶段,当进水中NH~+_4-N和NO~-_2-N浓度分别为75 mg/L、95 mg/L,HRT为24 h、NLR为0.13 kg-N/(m~3·d~(-1))时,固碳量为0.16 mg/mg-N。微生物种群多样性分析表明:短程硝化反应器中的优势菌种为Acidobacteria Bacteria(酸杆菌)、Chlorobi(绿菌)、Proteobacteria Bacteria(变形杆菌);厌氧氨氧化反应器中的优势菌种为Planctomycete Bacteria(浮霉菌)、Actinobacteria Bacteria(放线菌)、Proteobacteria Bacteria(变形杆菌)。     

14C-呋喃丹农药在水稻-土壤生态系统中迁移和归宿的研究

研究了~(14)C-呋喃丹在水稻-土壤系统中的吸收、分布、迁移、转化,结果表明,呋喃丹随时间逐渐蓄积于水稻叶尖及边缘,而稻穗部位迁移甚微,收割后糙米中母体残留量仅为0.003ppm.在稻田土、水稻植株、水生植物中主要转化产物为结合态,蜗牛中则以代谢产物为主.呋喃丹有向土壤深层转移的趋向,其转化产物比母体有更强的渗透性,水生植物有较强吸收和富集能力,并很快转化代谢.     

短程反硝化影响因素的研究

实验采用间歇式反应器研究了短程反硝化的影响因素。试验发现：当亚硝酸盐氮（NO2^--N）负荷在0．99kg．（kgMISS．d）^-1时，将C／N控制在2．4左右，pH值在7．0～8．5这个范围内，温度在26～32℃的范围内时，取得了很好的反硝化效果。     

混凝气浮-臭氧生物活性碳串联工艺深度处理炼油废水的应用研究

采用混凝气浮-臭氧生物活碳串联工艺深度处理炼油废水技术可行，主要污染物的去除效果明显，系统抗冲击能力强．处理费用低，具有推广价值。