农业生产措施对土壤碳库的影响

在陆地碳平衡日益成为全球变化科学和生态科学中最为前沿与热点问题的前提下,农业碳平衡问题也受到了强烈的关注,从而促进了农业生产措施对土壤碳库影响的研究。文章综述了农业生产措施对土壤碳库的影响及其效率。从全球不同地区的研究得出,农业措施决定了现阶段农业生态系统是C源还是C汇。目前,影响农田土壤碳库的措施主要有:农业用地面积的扩张;耕地的休耕与利用;农业施肥;耕作方式;作物类型与轮作;秸秆还田。平均不同地区的研究结果,各种措施提高土壤碳积累的效率(CMg·hm-2·a-1)分别为:施用动物肥料0.6(肥料用量10Mg·hm-2·a-1)、施化肥-0.71、耕地转换为草场0.825、改善轮作0.21、实施免耕0.315、秸秆还田0.3。目前研究存在的问题及将来的研究重点应主要集中在:通过改善农业措施提高土壤碳库的可行性;土壤有机碳积累与农业措施间的关系的地区差异性;农业措施提高土壤碳库所产生的环境效益与经济效益。     

掺氮碳量子点的制备及对偶氮类色素的荧光检测

以苯酚为碳源、乙二胺为氮源,采用一步水热法制备了水溶性的掺氮碳量子点(N-CQDs),用于偶氮类色素的荧光检测.首先对N-CQDs的形貌、组成和荧光特性进行了表征,然后研究了色素柠檬黄和胭脂红对N-CQDs体系显著的荧光猝灭效应,优化了实验条件.结果表明,该氮掺杂方法当苯酚-乙二胺摩尔比接近1∶1时,在N-CQDs表面可形成大量强供电子基团,有效提高了其荧光效率;柠檬黄、胭脂红对N-CQDs的荧光猝灭在5min内达到平衡,在磷酸盐缓冲溶液(pH=7.5)的条件下荧光猝灭效率最高,且均为静态猝灭.最佳条件下,柠檬黄浓度[Q]在0—80 nmol·L~(-1)范围内与N-CQDs体系的荧光猝灭程度(lgF_0/F)呈现良好的线性关系:lg F_0/F=0.0047[Q]-0.015,R~2=0.994,检出限为8.20 nmol·L~(-1);胭脂红浓度[Q]在0—40 nmol·L~(-1)范围内与N-CQDs体系的荧光猝灭程度(lg F_0/F)也呈现良好的线性关系:lg F_0/F=0.0252[Q]-0.0052,R~2=0.996,检出限为1.54 nmol·L~(-1).本研究为简便、快捷、灵敏地检测废水中偶氮类色素柠檬黄和胭脂红提供了新的方法.     

农田土壤固碳作用对温室气体减排的影响

温室气体排放引起的全球气候变暖和平流层臭氧空洞已成为当前人们关注的环境问题之一。土壤碳库作为地表生态系统中最活跃的碳库之一,是甲烷、二氧化碳、一氧化二氮等温室气体的重要释放源,也是重要的吸收汇。因此,寻找农田土壤系统碳管理的有效方法已经成为缓解温室效应的重要科学问题。西方发达国家已将固碳农业作为环境管理的重要导向,应用颗粒分组13CNMR或CPMAS-NMR技术对土壤碳固定的机制研究指出微团聚体与矿物-粘粒复合体的相互作用是土壤有机碳稳定存在的主要方式,揭示了土壤有机碳的腐殖质转化及其与土壤矿物、金属氧化物结合的微观水平,且从土壤物理结构、化学组成和生物学特性等多学科交叉研究土壤有机碳的固定机理及其稳定机制。长期传统的土地利用方式和管理措施所导致的土壤有机碳含量、密度及垂直分布的变化是造成土壤碳库损失的主要原因,为了增加农业生态系统土壤有机碳的含量,土地利用方式和农业管理措施应该从增加有机碳输入量和减少有机碳矿化两方面着手,加强对农业土壤固碳潜力和土壤碳库稳定性影响因素的多角度研究。     

珠江流域土壤中碳库的存量与通量

通过对珠江流域各主要环境介质中不同形态碳含量的分析和计算,得出该流域0~1.0m范围内土壤碳库的存量为1.36×1013kg,占中国陆地碳库总量的9.51%,全球碳库总量的0.907%;流域净碳输入量为4.141×1010kg/a,碳通量912.74kg/(hm2·a),初步计算表明珠江流域可能是陆地生态系统的一个碳汇区。另一方面,人类活动造成流域内有机碳的大量流失,其中,水土流失损失的碳8.01×109kg/a,植物收割及森林砍伐从土壤-植物系统中携带出的有机碳高达6.26×1011kg/a,这将造成土壤有机质含量的降低,因此促进陆地生态系统有机碳存储是提高本流域土地质量的关键。     

长江口柱状沉积物中有机质C/N比的研究

对长江口四个站位沉积物中有机质的C／N比在垂向上的分布进行了研究，在影响沉积物中有机质C／N比的环境因素中，上覆水体的水深、盐度、密度以及浊度对其有一定的影响．在研究沉积物中有机质C／N比的分布及其影响因素的基础上，进一步估算了陆源输入和海洋自生有机碳在这四个站位沉积物有机碳中所占的比例，结果表明，海洋自生组分占沉积物总有机碳的比例分别为：53．57％(8号站位)、20．34％(11号站位)，12．28％(17号站位)和32．73％(26号站位)．     

大气CO_2增加对生态系统的影响

根据Ｃ＿３植物和Ｃ＿４植物对高浓度ＣＯ＿２的不同反应，评述了富ＣＯ＿２大气对生态系统的影响。结论是大气ＣＯ＿２浓度增加将导致生态系统发生一系列变化，包括生物多样世的减少、营养循环受阻、虫灾发生和温室效应加剧等。     

GIS技术在区域土壤有机碳储量估算方面的应用--以柴达木盆地为例

目前在估算土壤有机碳储量方面的方法较多,并且都有其各自的特点所在。地理信息系统(GIS)技术作为当今一种在地学统计分析方面具有强大空间分析功能的计算机应用技术,在地学及相关研究领域得到了广泛的应用。文章首次尝试了利用该技术估算柴达木盆地土壤有机碳储量,该方法与其它计算方法相比,有简单、易操作、可视性好等优点。经计算,柴达木盆地的土壤有机碳储量约为62754.442 t,土壤平均碳面密度为6.105 kgm-2。     

荔枝花雄蕊和雌蕊发育过程中碳氮化合物的动态变化

比较分析了荔枝花性决定中碳氮化合物的动态变化。结果发现：C/N较大有利于雄蕊分化,反之则有利于雌蕊分化;氨基酸含量较高有利于雌蕊分化,雄蕊的氨基酸含量仅为雌蕊的一半。脯氨酸与花粉育性存在着密切相关关系。另外,探讨了雌蕊或雄蕊败育的生理意义,在长期的进化中,败育的雌蕊或雄蕊“废物”重新被利用,为同一花中迅速发育的雌蕊或雄蕊提供能量和物质的需求,表5参13。     

施用秸秆及接种蚯蚓对土壤颗粒有机碳及矿物结合有机碳的影响

在连续四年稻麦轮作的小区试验中,通过测定作物收获后表层土壤(0～5cm、5～10cm、10～20cm)中有机碳(SOC)、颗粒有机碳(POC)和矿物结合有机碳(MOC)含量的变化,研究施用秸秆(表施或混施)和接种蚯蚓(Metaphireguillelmi)对SOC、POC及MOC的影响。结果表明:无论是否接种蚯蚓,经连续四年施用秸秆后,土壤0～5cm、5～10cm、10～20cm及0～20cm各土层的SOC和POC含量、0～5cm土层中MOC含量、10～20cm土层w(POC)/w(MOC)值均显著增加;混施秸秆相比表施秸秆更有利于各土层SOC与5～10cm土层POC含量提高。在施用秸秆条件下,接种蚯蚓使0～20cm耕作层土壤中POC和MOC含量有增加趋势;在秸秆施用且接种蚯蚓时,0～20cm耕作层的w(POC)/w(MOC)值均显著升高(与对照相比),表明秸秆施用且接种蚯蚓有助于土壤有机碳活性的提高。田间施用秸秆及接种蚯蚓对于促进农田土壤有机碳库增加及加快土壤有机碳循环与转化均有重要的意义。     

不同有机物料在潮棕壤中有机碳分解进程

用尼龙网袋法研究了特定年度中，不同月份间有机物料在潮棕壤旱田、水田中有机碳分解速率及C／N变化。结果表明，4种物料(玉米秸和玉米根，水稻秸和水稻根)在潮棕壤地区温度、湿度适宜的前3个月(1999年7—月)迅速分解，之后进入缓慢分解阶段，其中根的分解残留率始终高于秸秆。经计算约有2／3的玉米根和稻根腐解产物残留在土壤里；分解至试验结束。所有物料的C/N比都趋于一致，约在10—13之间，与土壤腐殖质的洲比非常相近，说明这些物料已基本完成其腐殖化过程，而成为较稳定的有机组分、这对增加土壤有机质、培肥土壤非常重要。