草地土壤固碳潜力研究进展
天然草地土壤固碳功能与固碳潜力研究
时间上
不同演替序列碳/氮储备以及 有机碳组分差异
Ⅵ 预期成果
二、干扰对草原土壤有机碳/氮储量的影响
数据来源：各样地温度和降水数据 土壤数据：pH值、有机碳、全氮含量等 温度和降水差异对草原碳/氮储量的影响 自然干扰
不同酸碱度对草原碳/氮储量的影响
寻求人为干扰与自然干扰之间的平衡
人为干扰
放牧与围封对草原碳/氮储量的影响
Ⅳ 预期成果
数据来源：所有背景值、所有测定指标
五、模型构建及固碳/氮潜力估算
活体生物量 凋落物生物量 根系生物量 土壤有机碳 微生物碳MBC 现存 碳/氮库 自然干扰因子 人为干扰因子
模型构建
草地面积因子
固碳/氮 潜力
草地类型比例
细颗粒有机碳 （iPOMf）
矿物结合态有机碳 （mSOC）
碳储量的计算： SOC=h×ρ×C1 LFOC=LF×h×ρ×C2 其中，SOC为土壤有机碳储量，LFOC为土壤轻组有机碳储量 （t〃hm-2），C1和C2分别为土壤有机碳和轻组有机碳含量，h 为土层厚度（m）, ρ为土壤容重（g〃cm-3），LF为土壤样品 中轻组物质的质量百分比（%）
Ⅱ 试验设计
采样路线总体规划图
温带草甸草原
温带荒漠草原
温带典型草原
高寒草原
Ⅱ 试验设计
2011年7月采样路线示意图
Ⅱ 试验设计
补充方案 1）虽然方案一再提及样地，但实际操作中，可能需要 更多样地才能获得某些群落类型，所以采样时仅对样方进行 宏观把握。 2）各群落类型的具体选择以实地勘察为准，即选取遇 见的群落类型，所以最终群落类型将会少于40个，同时对放 牧、围封等人为干扰的群落类型进行补充采样（放牧、围封 时间可通过走访方式获得），以建立一定程度人工干扰下退 化草地的演替序列。 3）在每一个采样区内，可从以下几种因素中选择合适 样地：a）裸地；b）农田；c）围封草地（年限）； d）放 牧草地（过度还是适度）；
我国农田土壤温室气体减排和有机碳固定的研究进展及展望
我国农田土壤温室气体减排和有机碳固定的研究进展及展望一、本文概述随着全球气候变化的日益严峻，温室气体减排和有机碳固定已成为全球关注的焦点。
作为世界上最大的农业国家，我国农田土壤在温室气体减排和有机碳固定方面扮演着至关重要的角色。
本文旨在概述我国农田土壤温室气体减排和有机碳固定的研究进展，分析当前存在的问题和挑战，并对未来的研究方向进行展望，以期为我国的农业可持续发展和全球气候变化应对提供参考和借鉴。
文章首先回顾了农田土壤温室气体排放的来源和机制，以及有机碳固定的途径和方法。
然后，从政策、技术和管理等层面，梳理了我国在农田土壤温室气体减排和有机碳固定方面所取得的成果和经验。
在此基础上，文章深入分析了我国农田土壤温室气体减排和有机碳固定面临的挑战和问题，如技术瓶颈、政策执行难度大、农民参与度低等。
文章提出了未来的研究方向和建议，包括加强技术研发和创新、完善政策体系和激励机制、提高农民参与度和意识等，以期推动我国农田土壤温室气体减排和有机碳固定工作的深入开展，为实现农业绿色发展和全球气候变化应对做出更大的贡献。
二、我国农田土壤温室气体排放现状随着我国农业生产的快速发展，农田土壤温室气体的排放问题日益凸显。
农田土壤是温室气体排放的重要源头之一，其中主要包括二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）。
这些气体的排放不仅加剧了全球气候变化，也对我国农业生产的可持续发展带来了严峻挑战。
农田土壤CO₂排放主要源于土壤有机碳的分解和根系的呼吸作用。
在我国，由于农业耕作方式的不断改进和化肥、农药的大量使用，农田土壤有机碳的分解速率加快，导致CO₂排放量不断增加。
同时，农业活动中的农机作业、灌溉等也会加速土壤有机碳的分解，进一步增加CO₂排放。
CH₄排放主要来源于稻田和养殖场的厌氧环境。
在我国，稻田是CH₄排放的主要来源之一。
由于稻田中存在大量的有机物质和水分，为CH₄的产生提供了有利条件。
随着养殖业的快速发展，养殖场的CH ₄排放也不容忽视。
草地生态系统对土壤固碳潜力的评估研究
草地生态系统对土壤固碳潜力的评估研究随着全球气候变化日益严重以及人类对环境的破坏，碳排放成为了全球范围内的重要问题。
土壤固碳潜力作为一种重要的碳汇，备受关注。
而草地生态系统作为陆地生态系统的重要组成部分之一，对土壤固碳具有重要影响。
本文将对草地生态系统对土壤固碳潜力的评估研究进行探讨。
一、草地生态系统与土壤碳汇关系的概述草地生态系统是一种特殊的生态系统，包括天然草地和人工草地。
草地植被覆盖茂密，根系发达，可以大量吸收大气中的二氧化碳，并通过光合作用将二氧化碳转化为有机碳，随后通过根系输入到土壤中。
同时，草地植物的死亡和腐解过程也会导致有机碳向土壤中积累。
因此，草地生态系统被认为是一种重要的土壤碳汇。
二、评估草地生态系统对土壤固碳潜力的方法1. 土壤有机碳含量测定：土壤中的有机碳是土壤固碳的重要组成部分，可以通过采集土壤样品并进行实验室测定来评估草地生态系统对土壤固碳的贡献。
常用的测定方法有干燥燃烧法、碱解法等。
2. 土壤微生物活性研究：土壤中的微生物对有机碳的分解和转化起着重要作用。
通过测定土壤中微生物的数量和活性，可以评估草地生态系统对土壤固碳的影响。
常用的测定方法有脲酶、氧化还原酶等。
3. 植被调查与监测：草地生态系统中的植被类型和覆盖度对土壤固碳具有重要影响。
通过定期对草地植被进行调查与监测，可以评估草地生态系统对土壤固碳的潜力。
常用的调查方法有样地调查、遥感监测等。
三、草地生态系统对土壤固碳潜力的影响因素1. 气候条件：草地生态系统对土壤固碳潜力的影响受到气候条件的制约。
充足的阳光、适宜的温度和降水条件有利于草地植物的生长和光合作用，进而促进土壤固碳。
2. 土壤性质：土壤类型、质地和养分含量等因素影响着土壤中有机碳的积累和稳定性。
不同类型的土壤对草地生态系统的固碳潜力有所差异。
3. 土地利用方式：不同的草地利用方式对土壤固碳潜力产生显著影响。
例如，过度放牧和过度开垦会导致植被退化和土壤侵蚀，进而降低草地生态系统对土壤固碳的贡献。
天然森林和草地土壤固碳功能与固碳潜力研究
天然森林和草地土壤固碳功能与固碳潜力研究天然森林是地球上最重要的陆地生态系统之一，对地球碳循环和气候调节起着重要的作用。
森林生态系统的土壤碳储量主要分布在土壤表层，与植物和枯枝落叶的分解有着密切的关系。
森林土壤中的有机质含量较高，可以通过土壤有机质分解产生的CO2等碳气体进入大气中，或者通过林下腐殖质的吸附作用存储在土壤中。
此外，森林生态系统还通过植物根系的生长和枯枝落叶的堆积增加了土壤中的有机碳含量，进一步增加了土壤碳固持的能力。
相比之下，草地生态系统在土壤碳固持中的作用相对较为轻微。
草地土壤具有较低的有机质含量和粘土颗粒含量，使其碳储量较低。
然而，草地生态系统通过草根的生长和土壤微生物的活动，仍然能够在一定程度上固持碳。
研究表明，草地土壤中的碳固持主要体现在深层土壤中，这可能与草地土壤中的微生物群落和土壤组织结构有关。
草地生态系统还通过植物凋落物的分解和土壤有机质的积累等过程，增加了土壤中的碳含量。
尽管天然森林和草地在土壤碳固持功能和固碳潜力上存在差异，但它们都是重要的碳汇。
研究表明，不同类型的天然森林和草地的碳固持能力存在差异，这可能与气候、土壤类型、植物群落结构和土壤组成等因素有关。
因此，为了更好地评估和管理土壤碳固持能力，需要综合考虑生态系统的多个因素。
未来的研究需要进一步探讨天然森林和草地土壤碳固持功能和潜力之间的关系，以及影响其碳固持能力的因素。
此外，研究还需要探索如何通过合理的土地管理措施来增强天然森林和草地的碳固持能力。
这些研究成果将为碳汇管理和减缓气候变化提供科学依据。
综上所述，天然森林和草地土壤具有不同的碳固持功能和固碳潜力。
天然森林通过植物和枯枝落叶的分解等过程，使土壤中的有机碳含量增加，从而增强了土壤碳固持能力。
而草地土壤在土壤碳固持中起到较为轻微的作用，但仍能通过植物凋落物的分解和土壤有机质的积累等过程固持一定量的碳。
今后的研究需要进一步探讨不同生态系统土壤碳固持功能和潜力之间的关系，并寻求有效的土地管理措施来增强土壤的碳固持能力。
草地植物根系特征对土壤固碳能力的影响研究
草地植物根系特征对土壤固碳能力的影响研究随着全球气候变化问题的日益严重，寻找有效的途径来减缓温室气体的排放和增加碳汇已成为当务之急。
而草地植物作为重要的碳汇，其根系特征对土壤固碳能力具有重要的影响。
本研究旨在探讨草地植物根系特征对土壤固碳能力的影响，并提出相应的解决方案。
一、根系形态特征对土壤固碳能力的影响1. 主根长度主根长度是草地植物根系的重要参数之一，直接决定了植物根系对土壤的深度开发能力。
主根长度较长的草地植物能够深入土壤中寻找水分和养分资源，有效提高了土壤固碳的能力。
2. 侧根分枝密度侧根分枝密度可以反映草地植物根系的分支状况，对土壤固碳能力具有重要的影响。
分枝较多的根系能够更好地利用土壤中的肥料和有机质，提高了土壤的养分利用效率，进而增加土壤固碳能力。
3. 根系比表面积根系比表面积是指单位体积土壤中根系的表面积，也是评估草地植物根系与土壤接触面积的重要指标。
较高的根系比表面积意味着更多的根系与土壤接触，能够增加土壤固碳的机会，提高固碳效果。
二、土壤理化特性对草地植物根系影响的反馈作用1. 土壤质地土壤质地是指土壤颗粒的大小和组成，直接影响草地植物根系的穿透能力和土壤固碳能力。
粉状土壤质地会阻碍根系的渗透，降低草地植物对土壤的利用效率，从而降低土壤固碳的能力。
2. 土壤有机质含量土壤有机质含量是判断土壤肥力和固碳潜力的重要指标之一。
较高的土壤有机质含量可以提供更多的养分供草地植物吸收利用，并且能够促进土壤微生物活动，进一步增加土壤固碳的能力。
3. 土壤水分状况土壤水分状况对草地植物的生长和根系发育具有重要影响。
适宜的土壤水分含量能够促进草地植物根系的生长，提高根系的发育状况，有利于土壤固碳能力的提升。
三、提高土壤固碳能力的对策和建议1. 合理选择草地植物品种在草地植物的选择上，应优先选择根系发达、主根长度适中、侧根分枝密度较高的品种，以提高草地植物对土壤的深度开发和养分利用能力，增加土壤固碳的潜力。
草地生态系统固碳能力研究进展
草地生态系统固碳能力研究进展草地生态系统是地球上面积最广阔的生态系统之一，具有重要的固碳能力。
草地通过植物光合作用吸收大量的二氧化碳，并将其固定在植物体内，同时还通过土壤碳储量的增加来固碳。
草地生态系统固碳能力的研究对于探索碳循环和气候变化防控具有重要的科学意义。
本文将介绍草地生态系统固碳能力的研究进展，并深入讨论其中的关键因素。
草地生态系统固碳能力的研究始于20世纪70年代，早期的研究主要集中在草地植物的净初级生产量（NPP）和土壤碳储量方面。
NPP是植物通过光合作用吸收的二氧化碳转化为生物量的量，它是草地生态系统固碳能力的重要指标之一、研究发现，草地植物的NPP受到温度、水分和养分等环境因素的影响。
温度升高和降水增加可以提高草地植物的NPP，而养分的限制则会降低NPP。
土壤碳储量是草地生态系统中重要的碳汇，研究表明，草地土壤碳储量受到土壤通透性、有机碳含量和微生物活动等因素的影响。
近年来，随着研究的深入，学者们逐渐意识到草地生态系统固碳能力的复杂性和多样性。
除了NPP和土壤碳储量，草地生态系统的固碳能力还与植物多样性、土壤微生物群落和土壤呼吸等因素密切相关。
研究表明，植物多样性可以提高草地生态系统的固碳能力，因为不同物种的植物具有不同的生长方式和光合效率，从而提高整个生态系统的NPP。
此外，土壤微生物群落对于土壤有机碳的分解和氧化具有重要作用，而土壤呼吸则是草地生态系统中碳循环的重要环节，研究发现，土壤呼吸对于草地土壤碳储量的变化有着显著影响。
草地生态系统固碳能力的研究还需要考虑人类活动的影响。
农业经营、过度放牧和人为破坏等因素会降低草地生态系统的固碳能力，同时也加速了土壤碳的释放和氧化。
因此，合理的草地管理和政策措施对于提高草地生态系统的固碳能力具有重要的作用。
例如，合理选择适宜的草地种类和放牧方式，优化施肥措施以及实施草地保护政策等都可以促进草地生态系统的固碳能力。
总之，草地生态系统具有重要的固碳能力，但其固碳能力受到多种因素的综合影响。
农田土壤有机碳固定潜力研究进展
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摘要 A 土壤有机碳的贮存和损失的研究是目前国际上前沿研究领域之一 q 研究农田土壤有机碳固定过程 2 对于了解农业生 产 过 程和生态过程的关系具有十分重要的意义 q 在农田土壤中 2 发生变化的有机碳主要是年轻或轻组有机碳 2 而且土壤有机碳 的 损 失或固定都是在土壤表层和有限的时间内发生 2 且数量巨大 q传统的耕作体系是造成土壤有机碳损失的主要原因 q为了增加农 田土壤有机碳的保有量 2 农业管理措施应该从增加有机碳的输入量 = 如草田轮作 r 保留残茬以及施用肥料等 @ 和减少土壤有 机 碳 的矿化 = 少r 免耕等 @ 两方面入手 q 关键词 A 农田 ?有机碳 ?固定潜力
草地植物对土壤固碳的作用研究
草地植物对土壤固碳的作用研究近年来，随着全球气候变化的加剧，人们对于减缓温室气体排放、降低碳足迹的重要性越来越关注。
在这个背景下，研究表明草地植物对于土壤固碳具有显著的作用。
本文将探讨草地植物对土壤固碳的影响，并讨论其机制和意义。
一、草地植物固碳机制草地植物通过光合作用吸收二氧化碳，在生长过程中将其转化为有机物质，并通过根系分泌物质与土壤发生作用，促进土壤有机质的形成和稳定。
具体而言，草地植物通过以下方式影响土壤固碳：1. 根系分泌物质的作用：草地植物的根系释放出一系列有机物质，如根黏质、根分泌物等，这些物质具有黏附性和稳定性，能够黏附在土壤微粒表面，形成团聚体和土壤团聚体，进而稳定土壤结构，阻止有机碳的分解和流失，并促进有机碳的积累。
2. 植物残体分解：草地植物的枯萎部分和落叶会逐渐分解为有机质，并贡献给土壤有机碳池。
这些有机质在土壤中降解的速率相对较慢，从而能够稳定存在，有利于土壤有机碳的积累。
3. 改善土壤理化性质：草地植物根系能够渗透土壤，增强土壤结构，提高土壤团聚体的稳定性。
此外，草地植物的根系通过释放有机酸，降低土壤pH 值，促进离子交换，提高土壤的养分供应能力，有利于土壤有机碳的积累。
二、草地植物固碳的意义1. 减缓气候变化：草地植物通过固定二氧化碳，将之转化为有机物质，并将一部分有机碳储存在土壤中。
这种碳的储存可以有效地减少大气中二氧化碳的浓度，减缓温室效应，对气候变化起到积极的调节作用。
2. 保护土壤资源：草地植物能够增强土壤的抗风蚀、抗侵蚀能力，减少土壤水分蒸发并改良土壤结构。
通过提高土壤有机质含量，草地植物能够增加土壤保水能力，减少因土壤质地不良而导致的水土流失。
3. 维护生物多样性：草地植物作为生态系统的基础，对于维持生物多样性具有重要意义。
草地植物的固碳过程能够为其他生物提供良好的生存环境，维护生态平衡。
4. 提供生态服务：草地植物固碳还可以为人类提供多种生态服务，如提供食物和饲料，改善水质，净化空气等。
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第 35 卷第 12 期 2015 年 6 月
生态学报 ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.35,No.12 Jun.,2015
DOI: 10.5846 / stxb201310212541 戴尔阜, 黄宇, 赵东升.草地土壤固碳潜力研究进展.生态学报,2015,35(12) :3908鄄 3918. Dai E F, Huang Y, Zhao D S.Review on soil carbon sequestration potential in grassland ecosystems.Acta Ecologica Sinica,2015,35(12) :3908鄄 3918.
草地土壤固碳潜力研究进展
戴尔阜1,*, 黄摇 宇1,2, 赵东升1
1 中国科学院地理科学与资源研究所, 中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室, 北京摇 100101 2 中国科学院大学, 北京摇 100049
摘要:土壤固碳功能和固碳潜力已成为全球气候变化和陆地生态系统研究的重点。 草地土壤有机碳库,作为陆地土壤有机碳库 的重要组成部分,其较小幅度的波动,将会影响整个陆地生态系统碳循环,进而影响全球气候变化。 因此,深入研究草地土壤固 碳功能和固碳潜力对于适应和减缓气候变化具有重要意义。 在土壤固碳潜力相关概念界定基础上,结合《 2006 年 IPCC 国家温 室气体清单指南》 ,从样点及区域尺度上综述了目前关于草地土壤固碳潜力的一般估算方法,同时对各类方法的特点及适用性 进行了评述,提出了草地生态系统固碳潜力研究概念模型。 最后在对草地土壤固碳的影响因素及固碳措施总结的基础上,阐明 了草地土壤有机碳固定研究中存在的问题和发展前景。 关键词:草地生态系统; 土壤有机碳; 固碳潜力
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摇 12 期
摇 摇 摇 戴尔阜摇 等:草地土壤固碳潜力研究进展
摇 3909
carbon sequestration potential was reviewed, including quantitative methods for estimating soil carbon sequestration potential on both regional and sample scales, dominant affecting factors and management practices of carbon sequestration, and future research direction was also proposed lastly. Research on quantitative estimation of soil carbon sequestration in grassland ecosystems had been well developed in recent years, from simple statistics on sample scale to mechanism modeling coupled with GIS and RS on regional scale. IPCC also issued guidelines for national greenhouse gas inventories so as to provide a relatively uniform method for national carbon sequestration estimation, which contained three tiers on estimation of soil organic carbon storage in grassland: Tier1, Tier2, and Tier3. Among all the quantitative methods, mechanism modeling of soil carbon cycle became a major method to assess the carbon sequestration of terrestrial ecosystems and the reduction of greenhouse gas emission in the world. The dominant factors affecting soil organic carbon sequestration included natural factors ( temperature, precipitation and CO2 concentration etc.) and human factors ( reclamation, grazing, fire, enclosure, feseeding etc.) , which held complicated influences on carbon sequestration with various time and intensity of management practices. There also existed many problems needed to be solved in the future, such as the methodology and adaptability of models and the uncertainty of estimation on regional scale. The potential and mechanism of carbon sequestration, and the relationship between carbon sequestration and environmental effects would be the key scientific problems.
Key Words: grassland ecosystem; soil organic carbon; carbon sequestration potential
随着全球工业的飞速发展和人为活动的不断深化,生物圈和土壤圈有机碳大量释放,大气中 CO2 等气体 浓度逐年增加,对地球系统的影响日益加剧。 地球陆地生态系统碳循环与温室效应问题,一直是全球碳计划
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Abstract: Global climate change has aroused wide concern from the international community, and national or regional GHG ( greenhouse gas) emission has become a focus of the intergovernmental diplomatic dispute and mediation. The stability, release or increment of the soil carbon stock is closely related to the change of the atmospheric carbon stock. Even a minor change in soil organic carbon ( SOC) storage may result in a significant change in atmospheric CO2 concentration. Whether the soil carbon stock can increase becomes an essential theoretical basis for terrestrial ecosystems to absorb atmospheric CO2, and serve as carbon sink. Therefore, increasing soil carbon sink in terrestrial ecosystems has become an important strategy for controlling the rise in atmospheric CO2 concentration. As one of the world忆 s most widespread terrestrial ecosystems, covering over 15% of the world忆s land surface, grassland ecosystems account for over 10% of the total carbon storage in terrestrial ecosystems, with nearly 90% of the carbon storing in top soil. Besides, grassland soil organic carbon could be strongly influenced by management practices. During the past decades, owing to the climate change, overgrazing and other unreasonable management practices, the grasslands in the world had been seriously degraded and the soil organic carbon had significantly decreased. However, improved management practices such as enclosure and recovery of degraded grassland and conversion of cropland to abandoned fields, may reverse the loss of soil organic carbon, and even help to sequestrate carbon in the atmosphere. Therefore, under the background of climate change, the function and potential of soil organic carbon sequestration in grassland ecosystems has become a key issue. In this essay, the recent research on soil