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土壤碳固定研究是近10 年土壤学研究的重要前沿,而可持续管理的土壤固碳是当前应对气候变化和全球土壤退化的重大需求。
现代土壤学已经能从团聚体尺度深入研究土壤固碳与生物活性的土壤机制,这将全面地揭示土壤固碳对于生态系统过程、功能及服务的影响特质,进而为可持续土壤固碳和农田有机质提升,为固碳减排与农田生产力提升及土壤环境服务改善协同发展提供科学依据和管理的政策依据。
土壤有机质是土壤的最关键属性,是土壤质量的核心。
而以土壤有机质形式存在的(有机)碳是岩石风化形成土壤的关键物质,在土壤结构形成与保持、土壤养分循环及土壤生物多样性养育中发挥着核心作用,是人类社会可持续发展的关键自然资源,更是可持续农业的关键基础。因此,土壤有机质(碳)研究一直是土壤学的核心领域。
土壤有机质既是土壤结构的关键物质,又是土壤生物活动的关键能量来源。
土壤有机质积累、固定及其与微生物利用与功能的关系,以及这种关系在土壤的微域分布特点和生态关系特征,是认识土壤功能及生态系统服务的重要基础,也是认识土壤形成和发育中功能活性演进的基础问题 。因此,认识土壤有机质—微生物—土壤功能活性的关系,成为当前应对全球气候变化和提升土壤健康和安全的重大土壤学前沿。
本文试图系统地总结相关研究国际动态,梳理土壤固碳与生态系统功能及服务的研究认识,讨论土壤固碳中有机质生物活性的演变关系,探讨这种关系所涉及的土壤过程特别是团聚体过程,提出今后研究的关键科学问题,希望对未来
土壤固碳与可持续农业的研究和技术发展以及相关政策制定提供依据。
1 土壤固碳研究应关注土壤生态系统功能及服务
应对气候变化必须促进土壤固碳。由于人类对土壤的不当利用导致的土壤退化和以全球暖干化为主要特征的气候变化,土壤有机碳损失而增加对大气CO2 温室气体释放已经是全球尺度的普遍趋势。
即使在欧洲,土壤有机碳损失也成为大陆尺度的普遍趋势。Bellamy 等曾在《自然》杂志撰文指出,1978—2003 年英格兰和威尔士发生土壤有机碳的普遍和强烈损失。锁定土壤碳、保持和稳定土壤有机碳库成为保护土壤与维持可持续发展的全球生态与环境管理的重要战略,随之成为科学界的重大研究挑战。
因此,近10 多年来,土壤固碳科学研究和技术发展成为全球地学、生态学和环境科学热点领域 和农业技术发展的关键领域 。
与时俱进,传统土壤学分化和重组出一个崭新的学科领域———固碳土壤学研究,增进碳稳定的土壤有机碳管理和土壤固碳(减排)技术也成为这个新兴学科领域的关键任务,其研究和技术发展至今方兴未艾。
土壤固碳应该服务于土壤功能保持和提升。近数十年来,全球人口快速增长日益加重了对食物和纤维生产的巨大需求,更由于工业化和城市化土壤占用及其引起的土壤污染, 全球土壤普遍存在着酸化、盐碱化、土壤侵蚀和沙化、土壤紧实化、有毒污染物积累、生境退化和生物多样性丧失以及土壤墒情降低等土壤功能退化趋势,全球土壤生产力和环境容量的可持续压力和风险与日俱增。
而到2050 年,全球人口将达到90 多亿,全球食物和纤维需求将加倍,水资源需求增加50%,加上日益严峻的气候变化,无疑将大大加剧这些土壤退化,进而极大地威胁全球社会可持续发展。
毋容置疑,保护和恢复土壤功能不但是应对气候变化,而且是应对这些可持续发展风险的全球挑战。
令人关注的是,土壤有机碳的损失恰恰是与应对气候变化和应对全球土壤退化相交集的问题。土壤有机碳固定是否能恢复和增进土壤的功能,特别是能否促进土壤的生产力和生态系统服务成为固碳土壤学研究的新问题。
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摘要:土壤健康评价需要对表征土壤生态系统服务的各项指标和功能进行评估。通常采用土壤质量指标(SQI)进行土壤质量评价,但由于这些土壤质量指标均针对特定的土壤功能进行,导致不同指标之间无法进行绝对值的比较。本文提出了一种土壤质量指标面积法,该方法基于雷达图的面积进行,将土壤化学属性、生
在我们这一代人的记忆中,小学语文课本上有这样的一段话,至今仍难以忘记:“我国幅员辽阔,地大物博,不但有美丽的草原,还有浩瀚的大海、广阔的平原、连绵的群山、现代化的都市……”幼年时的家国自豪感,久久地随着这一段文字烙印在我们的心中。然而,随着一个30多年前所未有的时代变革,如今已过而
以高寒草原巴音布鲁克草原为研究对象,通过对不同类型草场的草地利用方式、土壤退化程度和植被类型差异的调查,分析不同类型草场退化程度对土壤理化特性的影响,揭示植被和地表特征及草地利用方式对土壤肥力的影响。结果表明:高寒沼泽草场、高寒草原草场的草地利用方式合理,草地未退化,土壤养分含量高,植
土壤资源的减少使得退化土地的恢复问题越来越突出。1971年联合国粮农组织(FAO)首次提出ldquo;土壤退化rdquo;概念并出版了《土壤退化》。1981年国际自然与自然资源联盟通过了更新或恢复退化土地的方针。土壤作为一种可更新资源,在一定范围内保持着相对稳定,如果超出了这个可塑范围,将表现为不稳定。
过量和不合理使用化肥导致我国土壤严重退化中国是一个地少人多的发展中国家,拥有世界7%的土地,养活了世界22%的人口,同时也消耗了世界35%的化肥,中国农业对化肥的依赖已达到不可取代的地步。化肥的过量和不合理使用带来了一系列不良后果。首先是土地资源的破坏。长期过度依赖化学肥料,加上不合理的
根据印尼肥料生产协会(APPI)公布的数据,今年前四个月印尼农业生产共消耗化学肥料310万吨。其中,尿素消耗量最大,达130万吨,氮磷钾肥料(NPK)次之,达110万吨,而同期有机肥使用量仅22万吨。印尼科学院研究人员表示,土壤需要源源不断的有机物质来提供碳资源,如果土壤失去了碳,肥力将会降低,并预测
由重庆交通大学副校长易志坚教授领衔的课题组经过7年研究,运用力学原理成功实现ldquo;沙子土壤化rdquo;。在位于内蒙古自治区阿拉善盟乌兰布和沙漠的试验基地,课题组继2016年在小试中成功ldquo;变rdquo;出一片25亩左右的绿洲后,今年又完成了中试基地内约4000亩沙漠的土壤化和绿化。易志坚是一位力学
本文共分为三部分,第一部分为概述,介绍了土壤环境质量的相关概念、影响土壤环境质量的因素、评价目的、不同建设项目对土壤环境的影响识别、评价分类、原则、程序、等级划分等内容;第二部分主要介绍了土壤环境质量现状评价及评价,包括评价因子的选择、环境质量现状的评价方法和检验;第三部分主要介绍
编者按:目前,我国还没有一部专门的耕地质量保护方面的法律法规。土地使用者农民的耕地保护意识不强,关键技术应用的补贴力度不够,加之过度开垦、重用轻养、掠夺式经营和不合理耕作方式的影响,不同类型耕作区水土流失和耕地土壤退化、荒漠化均有不同程度的发生,农业生态环境趋于恶化。对此全国政协
从前,这里是一片贫瘠的果园(请自行脑补),后来,这里是一个开放式城市公园泰国MINGMONGKOL绿色公园由LandscapeArchitects49有限公司设计建造,该公园是当地企业积极履行企业社会责任(CorporateSocialResponsibility,CSR),实现场地修复的典型成功案例。公园位于泰国沙拉武里府(Saraburi),毗邻Mittra
英国的土壤变得很糟糕,约翰-昆顿写道,然而政府却行动甚微事实上它的政策反而让问题变得更糟。在英国一些曾经高产的农业用地由于水土流失、碳流失以及被严重破坏的自然环境等原因而处于负收益的风险状态。环境审计委员会发布了关于土壤健康的报告,它指出政府希望土壤管理持续到2030年,但无证据表明政
导读本文系统梳理了与土壤生态系统功能相联系的,特别是对固碳减排的土壤有机质本质认识的研究进展及路径,探讨了经典腐殖质学说存在的问题,概述了新近的有机质保护稳定学说及腐殖质组学学说,并追溯了生物标志物有机质分子研究,最后从土壤学的基本理念和理论出发讨论和重新认识土壤有机质的本质及其
摘要:土壤重金属污染的治理一直是难点、热点研究课题,土壤—植物系统是生物圈最基本的结构单元,镉作为植物非必需元素,在生物圈中的移动性较强,对土壤造成的危害很大。因此,探究土壤有机质对镉污染土壤修复的影响具有重要的意义。本文首先对土壤镉污染的危害进行了概述,详细探讨了土壤有机质对镉
土壤有机质化学结构对准确评价土壤有机质的稳定性及其在土壤中的功能具有重要意义。土壤有机质化学结构的研究方法中,固态13C核磁共振波谱技术(Solid-state13C-NMRspectroscopy)具有独特优势,对土壤有机质化学结构的解析更贴近真实状态,近年来已取得诸多新进展和新突破。论文综述了近年来应用13C-N
一、提高土壤有机质土壤有机质是土壤固相部分的重要组成成分,尽管土壤有机质的含量只占土壤总量的很小一部分,但它对土壤肥力、土壤耕性影响很大。资料显示,在一定范围内,有机质的含量与土壤肥力水平呈正相关。土壤有机质的含量在不同土壤中差异较大,含量高的可达20%或30%以上,含量低的不足1%。而
编者按:说起大量元素,人们首先想到的就是氮、磷、钾,而不会去提及碳、氢、氧。从营养元素的功能和施肥实践来看,植物对碳、氢、氧虽然需求很大,但它们来源于取之不竭、用之不尽的空气和水分,在植物生长中,一般不需要人为供给,所以,一般不会引起农业生产者的关注。当然,梦想着在火星上种土豆的
不同土壤中有机质含量也不尽相同。1.棕壤:棕壤又称棕色森林土,主要分布于半湿润半干旱地区的山地垂直带谱中,如秦岭北坡、吕梁山、中条山、六盘山等高山及洮河流域的密茂针叶林或针阔混交林的林下。在褐土分布区之上。具有深达1.5-2m发育良好的剖面,有枯枝落叶层、腐殖质聚积层,粘化过渡层,疏松的
镉是生物非必需具生物毒性元素,有机质作为修复镉污染土壤的重要改良剂之一而备受关注。土壤有机质通过对土壤理化性质、对镉的吸附-解析、络合作用、生物有效性作用影响镉污染土壤修复效果。主要阐述了土壤有机质对镉污染土壤修复的影响作用机制,探讨了有机质的适用条件、影响因子,分析了工程应用过
最近走访到两个典型的案例。第一个案例是意大利的一个葡萄园,园龄16年,曾经是块烂地。园主是个70多岁的意大利农民,独自管理着3公顷的土地。到访时满园挂满葡萄,同事数过一株,高达60串,园主称最重一串达6公斤。收获时让销售商自采,约70%销售,而余下30%的葡萄连同落叶等埋入园中作为肥料。第二个
在黑龙江省北安市二井镇自和村,村支部书记闫中杰拿着铁锹挖了不到30厘米,便露出了黄土。黑土层已由上世纪50年代的平均60至70厘米,下降到目前的平均20至30厘米,并且每年都在继续退化。闫中杰说。记者近日在东北黑土区采访发现,由于长期超负荷利用,重用轻养,黑土地资源恶化和损失呈现加重趋势。黑
黑土是世界公认的最肥沃的土壤。长期以来,我们对黑土地资源的过度开发利用,使得曾经黑黝黝、抓一把能出油的黑土地,如今已疲惫不堪逐渐变薄。如何让黑土地在不影响生产能力的情况下恢复体力成为一项重要课题。伴随农业部、财政部东北黑土地保护利用试点项目的启动,记者近日再一次来到东北,探寻黑土
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