中国农业生态系统的碳氮平衡模拟、耦合和政策评估
农业农村减排固碳十大技术模式发布
2022 年第 3 期 37
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9.秸秆能源化利用技术 该技术通过推广秸秆 打捆直燃供暖供热、成型燃料清洁燃烧、热解炭气 肥联产等，有效替代生产生活使用的化石能源，解 决农村地区清洁能源供应短板，减少温室气体排放。
10.农村沼气综合利用技术 该技术采用厌氧发 纯制备生物天然气，沼渣沼液综合利用，为农村地 区提供绿色清洁能源，替代化石能源，减少化肥施 用，提升土壤固碳能力，实现减污降碳协同增效。
绿色环保·农技推广
农业农村减排固碳十大技术模式发布
在 2021 年 11 月 19 日举办的 2021 中国农业农村 科技发展高峰论坛暨中国现代农业发展论坛发布会 上，农业农村部农业生态与资源保护总站发布了农 业农村减排固碳十大技术模式，这是首次以减排固 碳为主题发布的农业农村领域相关技术模式。
农业农村部农业生态与资源保护总站站长严 东权介绍，十大技术模式是在广泛征集农业农村生 产生活减排固碳关键技术和典型模式的基础上，通 过总结遴选，并经多次征求意见和专家论证后形成 的。遴选的技术模式既能够保障国家粮食安全和重 要农产品有效供给，又能协同推进农业绿色低碳发 展，减排固碳效果显著，农业生产质量效益得到提 高，具备很好的推广应用条件，对各地开展农业农 村减排固碳工作有重要的参考指导作用。
1.稻田甲烷减排技术 该技术采用高产低碳品 种、旱耕湿整、增密控水栽培、施用减排肥料等， 在保障水稻丰产稳产的同时，抑制稻田甲烷的产 生，加快甲烷氧化，降低甲烷排放，具有显著的经 济、社会和生态效益。
2.农田氧化亚氮减排技术 该技术通过减少氮 肥施用、优化施肥方式、改进肥料种类、提高水肥 耦合等，在增加作物产量的同时，有效减少氧化亚 氮排放，提升氮肥利用率，降低肥料投入成本，实 现增产与减排协同。
生态系统碳氮水耦合
生态系统碳氮水耦合
生态系统碳氮水耦合是当前环境保护和可持续发展的重要理论和实践
内容。
它将生态系统中的碳、氮、水等元素和物质相互联系，形成较
为完整的生态过程和生态功能体系，为人类的经济发展和社会进步提
供了重要的自然资源和生态环境保障。
生态系统碳氮水耦合的基本原理是，生态系统中的碳、氮、水物质相
互作用，形成了碳氮水循环和生态系统的生态过程。
在这个过程中，碳、氮、水等元素相互转化，同时又不断地相互影响，构成了较为严
密的生态环境。
在生态系统连续系统中，水域、土地、大气等各环节
之间的生态作用与过程，构成了一个完整的生态系统和生态过程体系。
生态系统碳氮水耦合对人类的经济和社会发展有着重要的意义。
首先，它可以提供可再生的自然资源，构建人与自然之间的和谐环境。
其次，它可以促进环保产业的发展，为人们创造更多的就业机会和经济利益。
最后，它可以为生态系统保护和可持续发展提供有力的理论和实践依据，在推动社会绿色发展和经济良性循环等方面发挥重要的作用。
总之，生态系统碳氮水耦合是当前环境保护和可持续发展的重要理论
和实践内容。
它为人类自然资源保护和生态环境可持续发展提供了重
要的支撑和保障，具有很大的战略和现实意义。
我们应该积极推广和
应用这一理论和实践，为构建和谐社会和可持续发展做出更大的贡献。
中国农业生态系统的碳氮平衡模拟 耦合和政策评估
二、碳氮耦合循环及其影响因素
二、碳氮耦合循环及其影响因素
碳氮耦合循环是全球生物地球化学循环的重要组成部分，它涉及到有机碳和 氮的相互转化以及其在不同生态系统中的储存和释放。在中国北方森林和草地生 态系统中，碳氮耦合循环受到诸多因素的影响，如气候、土壤性质、植被类型等。
三、碳源汇效应
三、碳源汇效应
材料和方法
材料和方法
本次演示从森林生态系统中各组成部分的作用、耦合模拟实验的设计、数据 采集和处理等方面，系统地介绍了碳氮循环功能耦合的研究材料和方法。在森林 生态系统中，植物通过光合作用将无机碳转化为有机碳，同时吸收氮素进行同化 作用。
材料和方法
动物和微生物则通过呼吸作用将有机碳分解为无机碳，同时释放出氮素。此 外，还有各种形式的氮素流动和碳氮循环过程中的非线性关系等复杂问题需要解 决。因此，研究森林生态系统碳氮循环功能耦合对于深入了解森林生态系统的运 行机制具有重要意义。
结果与讨论
能耦合的具体影响及其应对策略仍需加强研究。针对这些问题，未来研究应 注重以下几个方面：1）利用先进的观测技术和方法，加强森林生态系统碳氮循 环功能耦合的长期定位观测；2）通过模拟实验，探究森林生态系统碳氮循环功 能耦合的机制和规律
结果与讨论
；3）结合遥感和地理信息系统等技术手段，开展大尺度研究，评估气候变化 对森林生态系统碳氮循环功能耦合的影响等。
五、结论
五、结论
本次演示通过对中国农业生态系统的碳氮平衡模拟、耦合和政策评估进行研 究，发现当前存在的问题及其原因，并提出相应的解决方案和建议。未来研究方 向应包括：（1）加强针对特定区域的碳氮平衡模拟研究，为因地制宜地制定农 业政策提供科学依
五、结论
据；（2）综合考虑多种环境因素对农业生态系统的碳氮循环影响；（3）完 善政策评估体系，采取定量与定性相结合的方法，准确衡量政策实施效果；（4） 重视科技创新在促进农业可持续发展中的作用，加强科技研发与推广应用。
用于分析农业生态系统的系统动力学模型与相关的政策建议
生态模型用于分析农业生态系统的系统动力学模型与相关的政策建议摘要：农业生态系统是一种寻求生态与经济间平衡并促进双方可持续发展的一种途径。
这篇文章建议以一种科学方法来分析生态农业的环境与经济影响并模拟他们长期发展的一种趋势。
在这里，我们以甘肃省平凉市崆峒区的生态农业为重点，同时我们创建一种名为（AEP-SD)的动力学模型来评估2009年到2050年该系统的综合影响。
在正常情况下，模拟结果显示，直到2027年快速改善并达到峰值，之后系统性能逐渐下降。
该模型显现出以前农业系统的缺陷和劣势，比如过度增加的牛屠宰量、不稳定的甲烷生产、缓慢发展的有机农业、不可持续的能源结构。
我们提供的系统改进策略，之后该模型证明他们确实能够减少不利影响并且消除系统减弱的潜在危害。
1、介绍随着人类经济活动规模在地球的增加，人们更加注意生态经济方法的交互作用。
（盖尔，2000:；popke，2005）。
作为一种经济活动，农业与环境拥有更直接更密切的相互作用。
农业发展不仅是人类生存的基础，同时也直接影响了全球的环境。
提高农业生产水品，建立生态农业系统，达到良好的生态效益与经济效益对于人类的发展有着至关重要的影响。
在最近几年，生态农业已经被很广泛的研究（克莱茵曼等人，1995年）。
一些研究已经从理论角度揭示了生态农业的含义和前景(Altieri and Anderson, 1986; Yunlong and Smit, 1994)，一些调查运用了案例研究来证明生态农业发展政策的优势（Larsson and Granstedt,2010; Maurer, 1989; Schroll, 1994)。
在农业发展中，越来越多的研究除了考虑经济效益外也将生态效益考虑在内，同时，很多因素已经可以为决策者提供有用的信息，比如氮利用效率和积累量（Granovsky et al.,2007; Hau and Bakshi, 2004; Hoang and Alauddin, 2011; Libralato et al., 2006; Sciubba, 2003),以不同的尺度，从农场和工厂到整个国家再到生物圈的角度来评估农业生产对环境和经济的贡献度(Hezri and Dovers, 2006; Hoang, 2011; Niemeijer, 2002; Piorr, 2003; Smithet al., 1999).现在很明显的是生态农业是一个包括生态、经济、工业、人类行为、政策和很多其他因素的复杂系统。
农业生态学复习资料
农业生态学复习资料农业生态学复习资料一、定义农业生态学是研究农业生物与环境之间相互作用规律及其机制的科学。
它通过对农业生态系统结构、功能和平衡的调节，实现农业生产的优质、高产、高效和可持续发展。
二、主要内容1、农业生态学的基本原理：包括生态位理论、群落边界原理、生物多样性原理、食物链与能量流原理、物质循环原理、信息传递原理等。
2、农业生态系统的结构：包括生物种群、群落、生态系统以及景观等层次的结构。
3、农业生态系统的功能：包括物质循环、能量流动、信息传递、价值流动等方面。
4、农业生态系统的平衡调节：包括系统稳定性、恢复力、可持续性等。
5、农业生态规划与管理：包括农业生态系统的设计、建设、运行与维护，农业生态安全与风险管理，农业生态政策的制定与实施等。
三、研究方法1、观察与调查：通过实地观察和调查，了解农业生态系统的结构和功能。
2、实验与模拟：通过实验和模拟，探究农业生态系统的规律和机制。
3、定性定量分析：运用定性和定量分析方法，对农业生态系统进行精细分析。
4、系统分析与综合：运用系统分析和综合方法，对农业生态系统进行整体把握。
四、应用前景农业生态学在现代农业生产中具有广泛的应用前景。
它不仅可以提高农业生产的效率和质量，还可以保护生态环境，实现农业的可持续发展。
未来，农业生态学将在以下几个方面发挥重要作用：1、农业生产与环境保护：通过优化农业生产模式和技术，减少对环境的污染和破坏，促进农业与环境的和谐发展。
2、食品安全与质量：通过监控农产品生产过程和质量，保障食品安全和质量，提高人们的健康水平。
3、农业资源的高效利用：通过优化资源配置，提高资源利用效率，减少资源浪费，实现农业生产的可持续发展。
4、农村发展与社区建设：通过推动农村产业结构调整和社会发展，提高农民生活水平和农村社区建设。
五、复习题1、什么是农业生态学？它的主要研究内容是什么？2、列举几种农业生态学的基本原理，并简要说明其意义。
3、描述农业生态系统的结构与功能，并说明它们之间的关系。
中国农业源碳汇估算及其与农业经济发展的耦合分析
中国农业源碳汇估算及其与农业经济发展的耦合分析作者：杨果陈瑶来源：《中国人口·资源与环境》2016年第12期摘要：农业作为重要的产业部门，在满足人们基本的物质需求的同时具有重要的生态保障和碳汇功能，充分发掘农业的碳汇潜力对于农业绿色化发展和农民增收具有重要意义。
本文量化测算了我国1993—2011年的农业源碳汇潜力，并构建农业源浄碳汇与农业经济发展的耦合模型，结果发现农业源碳汇量由1993年的52 318.70万t波动增加到2011年的66 073.77万t，年均增加1.38%，但是农业源的浄碳汇量却呈现波动递减趋势，由1993年的36 691.72万t减少到34 815.67万t，其中粮食作物的CO2吸收总量占据主要部分，经济作物CO2吸收量在农业总的CO2吸收量所占的比重虽小，但是增速较快，年均增幅达到4.15%；从影响因素来看，农业源碳汇和耕地面积关联度不大，农作物单位产量和农业源碳汇呈正相关；农业源浄碳汇与农业经济发展之间处于强负耦合状态，耦合状态不理想，农业产值与农业净碳汇关联度不强，这主要是由高投入、高消耗的农业生产方式引发农业碳排放增加和农业总产出效益提升等原因造成的。
最后，本文针对性地提出促进我国农业减排增汇的对策建议：强化政府引导，从农业的规划、生产、消费等多领域进行引导；加大农业减排增汇的技术、资金和人力支持，为农业的减排增汇做好保障；通过林地增汇、农田增汇、草地增汇、综合增汇等多种手段，提升农地的碳汇能力；加快碳市场交易体系建设，以市场杠杆推进农业的减排增汇。
关键词：农业；碳汇；耦合分析；减排增汇中图分类号：F323文献标识码： A文章编号： 1002-2104（2016）12-0171-06农业作为一个特殊的生产部门，其生态系统在碳的增汇减排中占有重要地位和作用，通过采用合理的农业管理措施，减少农田土壤释放 CO2或增强土壤固氮能力，增加土壤碳库的存量，提高土壤质量及其农业生产力，可以实现农业增产的同时增加碳汇量，改善生态环境。
农田生态系统的碳氮循环与资源利用效率研究
农田生态系统的碳氮循环与资源利用效率研究农田生态系统是一种复杂的生态系统，其中的碳氮循环与资源利用效率直接影响着土壤质量和农作物生长发育。
本文将探讨农田生态系统中碳氮循环的机制，并分析资源利用效率的影响因素和提高方法。
1. 农田生态系统的碳氮循环农田生态系统的碳和氮元素是相互关联的，它们通过一系列的生物、化学和物理过程进行循环。
首先，农田生态系统通过植物和其他生物的光合作用将二氧化碳转化为有机物，同时吸收土壤中的氮营养。
这些有机物和氮营养随着植物死亡和有机肥料的施用进入土壤，随后被微生物分解并释放出二氧化碳和氨气。
土壤中的氨气通过硝化作用转化为硝酸盐，供植物再次吸收利用。
同时，部分有机物可以被土壤中的微生物吸附和固定，形成稳定的有机质，并在土壤中长期储存碳和氮元素。
2. 资源利用效率的影响因素农田生态系统的资源利用效率受到多种因素的影响。
首先是土壤肥力和有机质含量。
富含有机质的土壤可以提供充足的养分供植物吸收利用，并能够保持土壤水分和改善土壤结构，从而提高资源利用效率。
其次是农作物根系的发育和分布。
发达的根系可以更好地吸收土壤中的养分和水分，提高资源利用效率。
另外，灌溉和施肥管理也对资源利用效率起着重要作用。
适量的灌溉可以保证植物生长所需的水分，而科学合理的施肥可以提供植物所需的养分，避免养分的浪费和土壤的污染。
3. 提高资源利用效率的方法为了提高农田生态系统的资源利用效率，可以采取以下措施。
首先是合理施肥。
根据土壤养分含量和植物需求，科学施用有机肥和无机肥，适量施用，并注意施肥的时机和方式。
其次是精确灌溉。
根据作物需水量和土壤水分状况，采取精确灌溉技术，如滴灌、喷灌等，减少水分的浪费。
另外，适当轮作和间作可以提高资源的利用效率，减少土壤养分的损失和病虫害的发生。
此外，加强农业废弃物的回收利用，如秸秆还田和有机肥的制备利用，可以有效提高资源的利用效率。
综上所述，农田生态系统的碳氮循环和资源利用效率密切相关。
熊正琴教授团队在农田土壤氮循环生态化学计量调控方面取得系列进展
熊正琴教授团队在农田土壤氮循环生态化学计量调控方面取得系列进展将大气中丰富的惰性氮(N2)转化为提高农作物产量的活性氮(Nr)，是人类历史上最显著的成就之一。
在全球范围内，人类向陆地生态系统添加的活性氮主要来源于合成化肥和生物固氮，其总量约为自然来源的3倍(180 Tg N yr-1 vs. 63 Tg N yr-1)。
氮肥施用大大提高了作物产量，但大部分农业生产过程中氮肥投入并没有被作物吸收利用。
全球农田损失的氮高达67 Tg N yr-1，相当于合成化肥施用量(约100 Tg N yr-1)的2/3。
这些重新排放到环境中的氮对区域和全球环境均造成广泛影响。
微生物作为土壤氮循环的主要驱动者，与土壤养分资源间的营养供求关系会改变微生物自身的活性和生长状况，进而影响土壤氮循环速率和作物产量。
微生物驱动的元素生物地球化学过程受制于养分化学计量特征，通过生态化学计量描述各元素在土壤中的存在状态和担负的生态功能，是揭示土壤元素生物地球化学循环过程内在机制的有力工具。
因此，亟需明确各元素的生物地球化学过程计量特征及其与环境效应的偶联关系，并深入探索土壤微生物关键过程之间的平衡与制约关系。
南京农业大学资源与环境科学学院熊正琴教授团队以施用生物质炭六年后的稻田土壤为研究对象，探究生物质炭在稻田土壤不同团聚体中以碳固氮的作用机制。
结果表明：与单施化肥相比，添加生物质炭降低了原状土和>2 μm团聚体中的净氮矿化速率达10.5 % ~ 69.9 %；提高了原状土和250-2000 μm团聚体中易利用性碳-氮比；增加了土壤团聚体中微生物量氮达21.5% ~ 130.9%；降低了土壤团聚体中碳获取酶活性4.8 ~71.1 %、氮获取酶活性24.0 ~77.8 %和碳-氮酶比。
在原状土和>53 μm团聚体中与净氮矿化主要与碳-氮酶计量比相关，而在<53 μm团聚体中净氮矿化主要与微生物量氮相关。
总之，老化生物质炭导致微生物氮素需求量增加，氮素供应不足，因此土壤氮循环整体采取“收紧”策略（15N自然同位素值下降）使净氮矿化下降。
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中国农业生态系统的碳氮平衡模拟、耦合和政策评估
农业是中国的基础产业。
大力发展农业经济以适应粮食需求长期以来一直是中国农业的首要发展目标;与此同时,随着农业集约化发展,农业温室气体排放和面源污染日益增加,农业已成为最重要的污染源之一,中国农业面临着粮食安全与环境污染的双重压力。
因此,如何有效地考察重要元素在农业生态系统中的流动,直观地识别污染途径和污染源,定量评估中国农业生态系统污染排放,是亟需解决的科学问题和技术难点。
本研究旨在通过构建适合中国农业生态系统特征的碳氮循环平衡模型,为农业污染评估及推行低碳、绿色农业发展策略提供参考与技术支撑。
本论文基于物质平衡原理,以中国农业生态系统为研究对象,在中国农业生态系统氮流动模型的基础上构建了农业生态系统碳氮平衡模型。
利用该模型,本论文模拟了中国农业生态系统在1980、1990、2000、2010和2013年5个选定年份内各子系统的碳氮输入量与输出量等碳氮循环流通指标,系统地识别了影响碳氮流动的关键途径与机制,考察了主要污染源及污染强度,分析了农业生态系统碳氮循环长期动态变化特征。
同时,利用现有农业数据与模拟估算结果,对农田子系统的碳氮耦合关系进行了探索与研究。
在此基础上,本论文进一步对现行的中国农业污染控制政策进行了情景分析,探讨了不同情景下农业生态系统碳氮盈亏及污染物排放状况以判断政策执行效果。
研究结果表明,在研究时段内中国农业生态系统始终表现为碳亏损和氮盈余;植物光合作用固碳和化肥施用分别是是碳氮输入最主要的来源;最主要的碳输出途径为作物呼吸与土壤呼吸,约有80%以上的碳通过呼吸作用排放进入大气环境;
氨挥发损失、硝化反硝化作用损失以及地下水淋失是最主要的氮输出途径。
耦合关系拟合结果显示,水田和旱地的大气碳氮排放量之间、土壤碳氮输入量之间均存在显著正相关关系;水田和旱地的耕层土壤碳氮比与作物单位面积光合作用碳吸收量之间、与作物单位面积呼吸作用碳排放量之间均呈负相关关系。
对选定政策的定量模拟分析表明,杜绝秸秆露天焚烧及用作燃料燃烧可直接有效地控制碳氮的大气排放;增加秸秆和畜禽粪尿还田比例的同时,优先选择秸秆用作饲料而非生物能源,可有效降低整个农业生态系统的净碳亏损量。