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3 土壤的生态系统服务功能表征与计量
3.1 生态系统服务指标
土地利用和土地管理是影响生态系统提供服务的重要因子,了解土地利用和土地管理、生态系统过程和生态系统服务间的交互作用是认识土地利用可持续性的基础。
而生态指标是认识和表征这些交互作用的重要指示,可为决策者提供制定土地管理和利用政策的依据。
高强度的土地利用将通过影响土壤碳氮水循环以及对能源和资源的消耗,从而对各种生态系统服务造成影响。
例如,高强度的土壤扰动和过度的土地利用将加剧土壤矿化过程,甚至通过大量排放二氧化碳使得土壤成为碳源;在稻田淹水厌氧条件下,还将通过产甲烷过程造成甲烷的排放,而甲烷的全球增温趋势是二氧化碳的21 倍[。
由于氮素能够显著增加作物产量,且氮肥价格较低,农民通常过量施用氮肥以保证作物的生长需求。中国氮肥利用率较低,氮肥过量施用使得氮素在土壤中大量积累,造成了水体污染、土壤酸化、温室气体排放等严重的环境问题。
土壤水分可通过蒸散过程排放到大气中,甚至会通过地表径流和土体渗透将养分和污染物排放到水体当中。在当前气候变化水资源分配不均的背景下,农田水分高效利用对于保障生态系统服务至关重要。
以土壤碳氮水循环为核心和焦点的土壤功能及其生态系统服务计量研究愈来愈成为关注的热点和难点。
生态足迹是20 世纪90 年代发展起来的一种生态可持续性评估方法,它通过计量人类对生态服务的需求与自然能提供的生态服务之间的差距,来研究人类对自然的利用状况以及生态系统的承受能力,从而判断生态的可持续性。
碳足迹、氮足迹和水足迹都是发源于生态足迹概念,是用于衡量人类活动对生态环境影响程度的生态学指标。农业生产碳、氮、水足迹的定义及目标如表2 所示。
碳足迹是指在产品生产和消费整个生命周期中直接和间接排放的温室气体总量,用于评价生产和活动的温室气体排放状况。
农业生产的碳足迹已在国家、区域和田间尺度得到了广泛的评价。英国科学家通过田间调查计算了苏格兰农业生产碳足迹,发现农业生产过程中75%的温室气体排放来源于氮肥的施用。
笔者课题组发现中国农作物生产碳足迹高于发达国家,且近年来碳排放效益呈现下降趋势。然而,由于研究目标和数据来源的不同,碳足迹的计量范围和方法有所差异。
例如,Cheng 等基于国家统计数据,采用排放系数法计算中国粮食作物生产过程中直接排放和间接排放;而Gan 等则以加拿大一个长期试验点为研究对象,将试验测定、排放系数法与经验模型法相结合,将土壤固碳也计入了碳足迹当中。
氮足迹是关注产品生产和消费过程中向环境排放的活性氮的总量,用以评价氮素损失与利用效率。水足迹则是计量用于生产某产品的整个生产供应链中的用水量之和,以评价水分损失与利用效率为主要目标。
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6月28日,中国工业节能与清洁生产协会绿色工厂专业委员会与中国化学制药工业协会联合举办了“绿色制药沙龙”,本次沙龙上中国环境科学研究院土壤与固废研究所副所长谷庆宝对我国土壤环境管理政策法规进行了梳理和介绍。谷庆宝的研究领域涵盖土壤污染的调查与风险评估、土壤中污染物扩散预测与归宿、土
摘要:论文利用文献计量学方法定量分析了土壤质量研究领域的科学文献,结果显示国际土壤质量研究热点从有机质及其组分对管理措施的响应、微生物指标敏感性、土壤质量定义到土壤质量评价方法、评价指标和框架的完善,在农业生产和环境保护中的应用性不断加强。目前,土壤质量的监测及其对土壤修复、全球
南美洲古老农业文明孕育的暗色肥沃土壤引发了全球生物质炭研究热潮。将农业生产过程中产生的有机废弃物经过低温热裂解技术转化为生物质炭并施用于农田土壤中,是一种新的土壤可持续管理途径,且服务于生物质废弃物治理与生态农业。我国生物质炭工业化生产技术及炭基肥制备与施用技术已经形成,土壤增碳
土壤不能承受之重土壤是难以再生的战略资源,时间是土壤形成的一个因素。地球上平均成土速度是1厘米每178年,也就是一寸(3.33厘米)土壤的形成需要593年的时间。心土因为缺乏有机质而肥力低下,表土与人类的繁衍生息、文明发展的关系最为密切。人类从狩猎到定居,从农业文明到工业文明再到信息文明,社
导读推进土壤可持续管理研究,探索可持续土壤管理途径,对于中国社会经济的可持续发展具有至关重要的意义。2015年是联合国第378届大会批准设立的首次国际土壤年,也是期待中达成气候变化国际新机制的关键一年,更是世界各国根据联合国千年发展目标规划各自可持续发展蓝图的关键性一年。联合国环境署和
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导读首份《世界土壤宪章》是由粮农组织成员国于1981年粮农组织大会期间构想、编制、磋商和通过的。它是成员国商定的一份重要规范性文书,由全球土壤伙伴关系负责推动实施《宪章》原则。世界在这三十年间面临着日益凸显和严峻的挑战。全球土壤伙伴关系的成员认为,《宪章》所列的13项原则依然有效,但需
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
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