碳循環作用范文
時間：2024-04-09 17:57:27
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篇1
1、微生物在碳循環中扮演分解者的角色，能加快碳循環的速度，有利于碳循環的快速進行；
2、微生物能將動植物遺體分解，并轉化成二氧化碳釋放到空氣中或者轉化成碳酸鹽，然后釋放到土壤中被植物利用；
3、微生物能使非常豐富的生物多聚物得到分解，腐殖質、蠟和許多人造化合物只有微生物才能夠將其分解。
（來源：文章屋網 ）
篇2
關鍵詞： 二異丙酚 體外循環 腦損傷
近年來,體外循環（cardiopulmonary bypass,CPB）心臟直視手術后因心肌梗塞、心力衰竭等直接心臟原因引起的死亡率已明顯下降,但由于神經系統缺陷引起的死亡率卻顯著升高。CPB造成的腦損傷多與大腦缺血缺氧有關。異丙酚在深低溫CPB逆行灌注的臨床研究中有腦保護作用,可降低缺血性神經元損害[1]。本研究擬通過聯合檢測血漿神經元性烯醇化酶（neurone specific enolase,NSE）及血漿S100β蛋白濃度，探討異丙酚對CPB缺血缺氧性腦損傷的保護作用。
1 對象與方法
1.1 對象 選擇2005年7月－2006年7月擇期行CPB心內直視瓣膜置換手術的風濕性心臟病患者40 例,年齡（32.4±14.2）歲（29～54歲）,心功能Ⅱ～Ⅲ級,排除術前患腦血管或組織病變、出凝血功能障礙及CPB時間＞150 min者。隨機均分為4組。A組為對照組：常規CPB,不給異丙酚；B,C,D組分別在CPB期間給予異丙酚2,4,6 mg·kg-1 ·h-1。
1.2 方法
1.2.1 手術方法 全部病例術前用藥：嗎啡0.1～0.2 mg/kg,東莨菪堿0.007～0.01 mg/kg肌注。麻醉誘導：咪達唑侖0.1～0.3 mg/kg,芬太尼10～15 μg/kg,維庫溴銨0.13～0.15 mg/kg靜注。麻醉維持：芬太尼50～100 μg/kg,維庫溴銨0.13～0.15 mg/kg,輔以異氟醚1%～3%吸入,必要時追加咪達唑侖維持麻醉深度。中度血液稀釋（Hb 7～9 g/L）,采用非搏動性灌注,中度低溫（26～28℃）,灌注流量2.4 L·min-1·m-2,冷晶停跳液（托馬氏液）加局部低溫保護心肌。開放主動脈后酌情用多巴胺3～10 μg·kg-1· min-1和硝普鈉適量維持循環,必要時加用腎上腺素。術中監測心電圖、中心靜脈壓、平均動脈壓、呼氣末二氧化碳分壓、血氧飽和度、溫度、尿量及動脈血氣等參數。
1.2.2 實驗方法 所有病例均在麻醉誘導后、CPB結束后1 h、CPB結束24 h后3個時段各取頸內靜脈血3 mL備檢S100β蛋白；在麻醉誘導后、CPB結束后24 h、CPB結束后72 h各取頸內靜脈脈血3 mL備檢NSE。S100β蛋白采用ELISA法測定,NSE采用酶聯免疫法測定。
1.3 數據矯正 由于血液稀釋的影響,CPB期間測得的數據需進行矯正。
矯正值=實測值×轉機前Hb值/實際Hb值
1.4 統計學方法 數據用x±s表示,采用SPSS 10.0統計軟件處理。組間比較采用成組t檢驗,組內比較采用方差分析,P＜0.05為差別有統計學意義。
2 結果
2.1 術前基本情況及轉流期間相關指標 4組病人的年齡、體質量、CPB時間、主動脈阻斷時間、最低鼻咽溫、平均灌注壓均無明顯差別（P＞0.05,表1）。
2.2 CPB各時段NSE值及S100β蛋白值 B組與A組比較,CPB結束24 h后的血漿NSE值及CPB結束1 h后的血漿蛋白值差別無統計學意義,C，D組與A組比較,CPB結束24 h后的血漿NSE值及CPB結束1 h后的血漿S100β蛋白值差別有統計學意義（P＜0.01,表2,3）。
3 討論
CPB心臟直視手術的腦損傷主要與CPB期間大腦缺血缺氧有關,長時間CPB非搏動性血流,心腔、主動脈及人工心肺裝置的微小氣栓、血栓可導致局部腦組織產生缺血缺氧性損傷。CPB缺血再灌注后氧自由基的大量釋放及細胞內鈣超負荷,興奮性神經遞質的作用及γ氨基丁酸（GABA）等抑制性神經遞質的作用，可導致腦損傷。
表1 術前基本情況及轉流期間相關指標（略）
Tab 1 The foundamental condition and index of CPB
CPB: 體外循環. A組:對照組；B,C,D組分別在CPB期間給予異丙酚2,4,6 mg·kg-1 ·h-1. 1 mmHg=133.3 Pa.
表2 CPB各時段NSE值（略）
Tab 2 The data of NSE in various period of CPB
CPB: 體外循環. A:對照組；B,C,D組分別在CPB期間給予異丙酚2,4,6 mg·kg-1·h-1. 與A組比較,：P＜0.01; 與B組比較，#：P＜0.05.
表3 CPB各時段S100β蛋白值（略）
Tab 3 The data of S100β proteinum in various period of CPB
CPB:體外循環. A組:對照組；B,C,D組分別在CPB期間給予異丙酚2,4,6 mg·kg-1·h-1. 與A組比較,：P<0.01; 與B組比較,#：P<0.05.
NSE是存在于神經元及神經來源細胞中的一種糖酵解途徑的關鍵酶,神經元損傷時會被釋放至腦脊液和血液中。CPB造成溶血時,可導致血中NSE濃度顯著增高。Johnsson等在CPB患者血中測定的NSE半衰期>20 h,并且在CPB后早期（20 min）NSE水平與溶血程度相關,后期則無相關性[3]。所以,測定術后24 h血漿NSE水平可反映腦損害的程度。
篇3
【中圖分類號】R743.3 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-6851（2017）06-0-01
腦梗塞是一種臨床上常見的疾病，多見于中老年人群，治療與護理不合理或不及時，會導致患者的自理能力受到影響，形成功能障礙，值得關注[1]。本文對比常規護理與康復訓練在社區腦梗塞患者護理中的效果，探討康復訓練在社區腦梗塞患者護理中的重要性。報道如下。
1.資料與方法
1.1 一般資料 選擇2016年3月-2017年3月期間我社區治療的腦梗塞患者30例為研究對象，給予患者護理干預，并依據干預措施的不同分為對照組和觀察組，對照組患者采用常規護理，共17例，觀察組患者在對照組的護理方案上應用康復訓練，共13例，其中，對照組患者男10例，女7例，年齡46-76歲，平均年齡為（55.21±1.26）歲；觀察組患者男8例，女5例，年齡44-79歲，平均年齡為（56.24±1.23）歲。兩組在性別、年齡方面的基本資料組間比較，差異無統計學意義（P>0.05）。
1.2 方法 對照組患者采用常規護理，給予患者健康宣教、飲食指導等常規護理。觀察組患者在對照組的護理方案上應用康復訓練，措施為[2]：①心理指導：定期對患者的心理狀況進行評估，一旦發現負面情緒，及時進行疏導，同時，引導患者形成正確的心態，提高患者戰勝疾病的自信心。②肢體功能恢復指導：在患者身體能夠承受的條件下，對患者的肢體功能實施運動鍛煉，提高患者的軀體功能恢復。③康復指導：引導患者形成正確的生活習慣，加快康復速度。
1.3 觀察指標 觀察分析比較兩組患者干預前后神經功能缺損程度評分、日常生活能力評分情況。神經功能缺損程度評分采用神經功能缺損程度自評量表進行評估，總分為50分，分數越高，表示患者的癥狀越嚴重，反之，表示患者的癥狀改善越好；日常生活能力評分采用日常生活能力自評量表進行評估，總分為100分，分數越高，表示患者的生活能力改善程度越好，反之，表示改善程度越差[3]。
1.4 統計學處理 采用SPSS 17.0 統計學軟件進行數據處理和分析，各項指標均采用均數±標準差（±s）表示，組間比較采用t檢驗，計數資料以百分率（%）表示，組間比較采用 檢驗，P
2.結果
2.1 兩組患者干預前后神經功能缺損程度評分、日常生活能力評分情況
干預前，觀察組患者神經功能缺損程度評分、日常生活能力評分分別為（42.51±1.54）分和（63.24±3.24）分，對照組為（43.02±1.04）分和（64.04±3.05）分，組間比較，差異不存在統計學意義（P>0.05）；干預后，觀察組患者神經功能缺損程度評分、日常生活能力評分分別為（20.14±2.14）分和（91.21±1.24）分，對照組為（32.11±1.85）分和（80.14±2.45）分，相比于干預前，兩組的癥狀得到明顯好轉，組間比較，觀察組的改善更好，差異存在統計學意義（P
3.討論
腦梗塞又稱為“腦中風”，是一種臨床上非常常見的病癥，其具有發病率高、病死率高、致殘率高的特點，發病機制主要為患者的腦部動脈粥樣硬化，使得組織形成缺血、缺氧的狀況，極易引發腦血管循環障礙性疾病，形成偏癱癥狀，對患者的肢體功能、生活質量、生命安全有著嚴重的影響[4]。
篇4
[關鍵詞]強化 職業技能訓練 有效方法
中圖分類號：G444 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）45-0130-02
一、前言
職業教學應堅持從強化實踐、突出應用、培養能力入手，遵循以技術崗位所必需的知識和能力為依據，建立以應用能力為主線，理論教學和實踐教學同步進行的課程體系，以突出技能訓練為特色，加強實踐教學。我校2011級和2012級集中實訓，是按照鐵道施工與養護專業“3122”人才培養模式和學校教學總體安排，依據 “交通系3122集中實訓實施方案” 全面開展的。實訓環節共完成7個實訓項目，分別為專業認識實習（2周）、工程材料實訓（2周 ）、計算機繪圖實作（2周）、工程地質實習（2周）、橋涵工程實踐（2周）、軌道工程實踐（2周）、工程測量實習（含技能考核）（6周）。
在校內外實訓基地進行技能實訓，即是滿足工學交替培養模式的需要，實現教育與產業、學校與企業、專業與職業崗位、教學過程與生產過程的深度對接，也是鐵道施工與養護專業的重要的教學環節，并作為學生學習成績的重要組成部分，記錄學績檔案。
二、目前職業學校存在的普遍問題
1.學生學習程度與能力水平參差不齊，整班上課教學質量難以保證。整班上課，矛盾轉嫁到教學中，教學計劃難以保證，學生學習困難重重，教學質量難以保證。
2.教師面臨嚴峻挑戰，職業技能提高刻不容緩。教師的指導缺乏現身說法，學生實踐、實訓無法取得應有效果。
3.突出職業教育規律與特色的教材有待完善，技能培訓教材匱乏。缺乏技能訓練的教材導致了實驗、實訓教學的盲目性。
4.教學方法沒有很好地引導學生研究和探索，忽視了中職生的學習特點與職業方向性。
5.傳統評價模式缺乏靈活性與全面性，缺乏針對性。
三、強化職業技能訓練的有效方法
我校建校以來已為國家建設輸送畢業生3萬余人，畢業生以其扎實的理論功底、突出的實踐技能，深受用人單位歡迎，他們中的絕大多數已成為鐵路和地方建設的棟梁之才。這都得益于學校主動適應社會和市場的發展，在教學實踐中，銳意進取、積極探索、勇于改革所取得的豐碩成果。
堅持“以就業為導向、以質量求生存、以改革謀發展、以特色創一流”的四條原則，突出“學校有特色、專業有特點、學生有特長”的三特培養，努力把學?！白龃?、做強、做活、做特”，是我校的辦學理念，也是我校之所以始終立于我省職教潮頭的成功經驗。
（一）深化教學改革，突出實踐教學。
緊緊圍繞以能力培養為中心，以社會需求為導向，有針對性地選學相關學科知識，注重學生動手能力的培養，從崗位分析出發，確立專業培養目標和方向，找準職業崗位綜合能力的層次定位，結合職業崗位的現實和社會需求，經過充分論證后制訂教學計劃。教學計劃充分考慮學生應具備的知識結構和能力結構，安排理論教學以“必需、夠用、實用、適用”為度，兼顧學生的可持續發展；安排足夠的實踐、實訓學時。對每門實踐課都單獨進行考核，充分地體現出實踐教學的重要性。
（二）重要技能教學“三年不斷線”，貫穿教學活動的全過程，逐步提高技術應用能力的培養。
（三）改變實踐教學的教法，提高學生分析問題和解決問題的能力。
根據培養目標，圍繞職業能力和崗位群的要求，制定實踐教學的內容和方法，學以致用，是非常重要的。加強能力培養應該采用模擬“實戰”的教學方式，在教學方法上引入案例教學。案例教學的關鍵在于案例的設計，既要來自社會實際，又要具有針對性、知識性和可操作性。教師根據教學目標和課程內容的需要，選用案例，組織學生研究、討論之后，提出解決問題的方法。這樣可以提高學生的學習興趣，提高學生分析問題和解決實際問題的能力，避免了即使掌握了大量的理論知識也不會解決實際問題的缺陷，使學生不僅掌握有關的專業知識和技能，而且鍛煉和提高了學生獨立工作的能力。教師圍繞案例進行教學，同時也引導學生圍繞案例進行學習，不同類型的學生，在教學中可引入難易程度不同的案例，因材施教，使每個學生都能充分發揮自己的學習主動性，以達到預期的實訓效果。
（四）實踐教學和職業資格認證相結合，加強應用能力的培養。
實踐教學要以技術、技能訓練為主，加強技術應用能力和基本技能的培養。把實踐教學和職業認證教育結合起來，這樣既強化了學生實際動手的能力，提高其職業技能水平，有效解決學生動手能力的培養問題，又使學生取得了相應的崗位職業資格證書，學生的就業和創業能力明顯提高，受到了用人單位的歡迎。
（五）建立嚴格的考核制度，從制度上保證技術應用能力的培養。
我們把每一門實踐課程都作為必考課，單獨考核，將成績計入學籍檔案，以保證人才培養質量為目的，建立考評體系。對學生的考核，堅持以職業崗位能力為重點，知識、能力、技能考核并重，以能力和技能考核為主的原則，注重培養學生綜合應用知識的能力、解決問題的能力、動手操作能力和實踐創新能力。
我校的集中實訓（實習）改革，自2011級始，在學生中之所以受到廣泛的好評，是因為本著“實際、實用、實踐”，堅持實訓文件的“八有”原則，即實訓教學大綱、實訓計劃安排、實訓指導書、實訓日志、實訓報告、實訓考勤、實訓成績、實訓工作總結。具體工作如下：
1.搞好實訓動員
實訓前，召開實訓動員會，由領導講清實訓的目的和意義，強調實訓的主要內容和要求，明確實訓地點、實訓成績考核辦法、實訓紀律、注意事項等等，使學生提高認識，產生興趣，激發學生參加實訓的積極性。
2.編寫好實訓文件
指導教師根據實訓大綱的要求，結合實訓地點的具體情況編寫實訓計劃和實訓指導書，實訓前發給學生。文件的編寫緊密圍繞實訓內容和實訓地點的具體情況，詳略得當，指導性強。必要時可附有實訓思考題、實訓參考書目和實訓報告編寫提綱。學生由此了解每天的實訓內容和要求掌握的知識要點，查閱有關的參考書，解決實訓中遇到的問題，真正起到指導實訓的作用。
3.認真負責，嚴格要求。
指導教師要熟悉實訓現場的生產情況，掌握操作技能。在實訓中可根據內容安排必要的講座，使學生系統地了解生產知識；也可根據生產情況向學生提出問題或布置作業，學生的實訓日記要隨時抽查，發現不足，及時糾正。要嚴格實訓管理制度，及時處理學生的違紀現象，保證良好的實訓秩序。
4.嚴格考核
學生最怕的是考試，抓住學生普遍存在的心理狀態，改變過去只憑實訓報告評定成績的做法，把實際操作、實訓考試和實訓答辯作為評定實習成績的重要依據，嚴格進行考核。
對于教學實訓，可根據學生的操作技能、實訓考試或答辯、實訓報告和操行考評四項按百分制評定實訓成績。其中，操作技能50分，答辯或考試30分，實訓報告10分，操行考評10分。每項都制定相應的評分標準，由指導教師嚴格掌握。
對于生產實習和畢業頂崗實習，根據實習報告、實習考試或答辯、操行考評三項按百分制評定實習成績。其中，實習報告30分、實習考試或答辯50分、操行考評20分，操行考評要檢查出勤情況、遵守紀律情況和實習表現，使實習成績更加真實。
四、強化職業技能訓練的思考
1.技能型、應用型人才培養，以服務經濟建設為宗旨，以就業為導向。保證“質”，把握“量”，確保培養的畢業生被市場所接受，實現“零距離”上崗并進行創造性工作，知識以“必需、夠用”為度，加大實踐、實訓力度。
2.培養“雙師型”教師，建設高素質師資隊伍。
選拔骨干教師送出去進修，請企業優秀技能人才來校任教。職業教師備課時應該更多地針對學生的興趣，上課時多增加模型，培養學生的專業興趣。
3.開發職業教材，體現職業教育的規律與特色。
按照職業崗位對應用能力的需要組織教學，強調技術的熟練性和服務的規范性，傳授知識與技能訓練并重?？朔捌?、難、繁、舊”，突出“新、寬、活”。增加教材中的研究探索性、實踐性內容，采用知識模塊結構等，積極編寫技能訓練教材，使實驗、實訓規范化，確實提高學生技能。
4.改變教學模式
著名教育學家江山野先生強調指出：當學生已經能夠自己閱讀教材和思考的時候，就要讓他們去閱讀和思考。教師應該教學生學會閱讀，開展讀書指導法，培養學生自學能力。讀書指導法就是教師指導學生通過閱讀教科書、參考書和課外讀物獲取知識，培養學生閱讀能力，引導學生自讀、自解、自悟的教學方法。教師指導是關鍵和前提，需要教師為學生提供探索環境，創造良好的情景，不斷生疑、不斷發問，使學生由學會到會學，逐步掌握正確的學習方法。
5.建立“復合式、全程化、多元化”的考核體系。
教學評價起著調整教學和質量監督的作用，沒有完善的評價體系，教學改革就無法順利進行，改變現行教學中傳統的學業評定方式，增加發展性、過程性、技能形成性評價及職業道德評價指標，建立“復合式、全程式、多元化”的考核體系，實行“雙證書”制度，將學生的學習態度，投入狀況，學習的主動性以及創新性納入評價體系，進行綜合評價。
五、我校鐵道施工與養護專業3122集中實訓的幾點思考
從學生調查反饋得知，凡是配備專職的專業指導教師，并且負責教師精心組織實施實訓設計，能帶學生走出課堂，并安排學生親自動手操作的項目，學生愿意參與，收獲較多，受到了學生的一致好評。
1.領導重視是教學改革成敗的先行保障
教學改革是全校生存的命脈，應該引起相關部門的重視。建立由專業系牽頭，相關教輔部門全力配合機制---建立試驗儀器設備、機房、多媒體、實訓基地、模型室等全校協調統一使用機制。
2.師資是教學改革成敗的保障
實施項目教學，保證專業教師充足的同時，學生人數宜控制在30人以內。每班宜安排專業指導教師2名，指導教師針對項目對應崗位提煉核心知識和技能，主輔輪流，全力配合。這樣學生才不會感到乏味，枯燥。從而使計劃實施到位，實現項目目標。
3.精心組織是教學改革成敗的關鍵
項目內容安排上，需要負責教師結合實訓基地、學生狀況分組實施，分組指導到位，讓每一位學生都參與，分組進行。每位教師指導10---15位學生，適時同步考核基本知識和技能，項目成果結合崗位實際，讓學生在模擬的工作環境下，體會與工作崗位零距離接觸。
篇5
關鍵詞 森林生態系統；碳儲量；碳循環；作用
根據生態學原理，一個系統中的自然過程總是有利于系統的結構穩定和功能最大化，而非自然過程總是降低或破壞生態系統的穩定性，增加系統的不確定性，增加系統的不確定性。顯然，大量開采化石燃料以及開采森林等活動都是非自然過程，這些活動導致了大氣二氧化碳濃度的不斷上升。雖然目前我們尚不能準確地預測其生態后果，但最終的結果必將危害人類自身。鑒于大氣二氧化碳上升可能引起的嚴重生態后果，科學家對于全球碳循環進行了廣泛的研究。具體內容包括地球各部分(大氣、海洋和森林等)碳儲量估算，森林生態系統與其他部分碳的交換量(流)的估算，以及人類干擾對各個庫和流的影響。在陸地生態系統中，森林是最大的有機碳的貯庫，它貯有1 146Pg碳，占整個陸地碳庫的56%。因此，了解森林生態系統在碳循環中的作用，對于研究陸氣系統的碳循環乃至全球碳循環都是一個基礎，具有重要的意義。
1.森林及地球各部分的碳儲量
當前，對全球碳庫及庫與庫之間的轉移量以及轉移速率等關鍵性數值的估計差異較大。大氣層中的碳總量約為7.0×1017～7.5×1017g。由于大氣層的二氧化碳濃度正處加速上升階段，因而其碳儲量的估計值顯然與估算的時間有一定的關系。地殼碳儲量最大，估計值相差也大，不過它們與其他庫的交換很小，因此一般不會給碳流量的估算帶來大的誤差。海洋是僅次于地殼的大碳庫，也是最大的一個匯。通常估計海洋中的碳儲量時將其分為表層和深層2個亞庫，前者與大氣有較頻繁和較穩定的碳交流。陸地生物群落包含的碳量約為5.5×1017～5.6×1017g。
在各個庫中，陸地生物群落最容易受到人類活動的干擾，因此也是對大氣二氧化碳濃度變化影響最大的分庫。海洋碳儲量雖大，但與大氣處于相對穩定的碳交換狀態，目前估計海洋與大氣的交換是每年吸收約2.0×1015～3.0×1015g的碳。陸地生物群落在未受干擾狀態，以吸收固定二氧化碳為主，一旦受破壞，則要向大氣排放大量的二氧化碳。
森林是一種主要的植物群落類型，約占地球陸地面積的1/3(4.1×109hm2)。森林生物量約占整個陸地生態系統生物量的90%，生產量約占陸地生態系統的70%。森林生態系統在全球碳循環過程中起著重要的作用。
在自然狀態下，森林進行光合同化二氧化碳，固定于生物量中，同時以根生物量和枯落物碎屑形式補充土壤的碳量。在同化二氧化碳的同時，存在林木呼吸和枯落物分解釋放二氧化碳進入大氣這一逆過程，同時固定于木質部分的二氧化碳也會在一定的時間后腐爛或被燒掉，以二氧化碳的形式歸還大氣。因此，從很長的時間尺度（1 000～10 000a）考察森林對大氣二氧化碳濃度變化的作用，其影響是很小的，只能是一個不很大的匯。但在短時間程度（＜300a）來考察，由于單位森林面積中的碳儲量很大，林下土壤中的碳儲量更大，因此森林變化（人類干擾）就有可能引起大氣二氧化碳濃度大的波動。
2.森林生態系統的碳循環
森林生態系統是陸地中重要的碳匯和碳源，在這個系統中，森林的生物量、植物碎屑和森林土壤固定了碳素而成為碳匯，森林以及森林中微生物、動物、土壤等的呼吸、分解則釋放碳素到大氣中成為碳源。如果森林固定的碳大于釋放的碳就成為碳匯，反之成為碳源。在全球碳循環的過程中，森林是一個大的碳匯，但隨著森林破壞、退化的加劇以及一些干擾因素（如火災）的影響，森林生態系統就可能成為碳源，這將更加劇全球的溫室效應，導致生態環境的進一步惡化。通過國內外的一些研究表明，溫帶和北部寒帶森林是碳匯，如北方森林每年凈吸收碳量為0.4～0.6Pg碳，俄羅斯森林每年固碳0.36～0.45Pg碳。在溫帶，森林每年凈吸收碳量為0.17～0.35Pg碳，美國東南部的森林生態系統每年固碳0.07Gt碳。而熱帶森林地區由于過度砍伐森林以及土地利用方式的改變已成為碳源，在1980年向大氣凈釋放了1.0×105～2.6×105g碳。
在森林生態系統中，植物首先通過光合作用吸收二氧化碳生成有機質貯藏在體內（Gp），這是森林吸收碳素的過程。而后，通過植物自身的吸收作用要釋放出一部分碳素（Ra）。另外，植物還會以枯枝落葉、根屑等形式把碳貯藏在土壤中，而土壤中的碳有一部分會被微生物和其他的異養生物通過分解和呼吸釋放到大氣中（Rh）。森林生態系統和大氣之間的碳通量是森林生長過程中固定的碳和干擾過程中釋放碳之間的差值。森林生態系統的凈生產量（NEP）可用下面的公式表示：NEP=Gp-Ra-Rh，如果在自然生長狀態下，按上面這個公式計算，一般森林生態系統的NEP為正，是個碳匯。然而，由于人類活動的干擾和破壞，尤其是對熱帶森林的亂伐或把其變成為農業用地等行為就會使森林生態系統的NEP為負，從而成為碳源，這應該引起人類的關注，采取有效措施防止森林變成碳源，從而緩和和扭轉全球氣溫變暖的趨勢。我國森林生態系統在陸氣系統碳循環中表現為碳匯，其NEP值為0.48Pg碳。
3.森林生態系統在碳循環中的作用
從人類認識到溫室氣體尤其是二氧化碳濃度的升高會使全球氣溫變暖，從而帶來一系列嚴重生態環境問題時，就展開了對碳素循環的研究。而森林生態系統作為吸收二氧化碳釋放氧氣的一個大碳匯，在碳循環中起著非常重要的作用。全球森林面積為41.61億公頃，其中熱帶、溫帶、寒帶分別占32.9%、24.9%和42.1%。全球陸地生態系統地上部的碳為562Gt，森林生態系統地上部的含碳量為483Gt，占了86%。全球陸地生態系統地下部含碳量為1 272Gt，而森林地下部含碳約927Gt，占整個世界土壤含碳量的73%。森林生態系統在碳循環中的作用主要取決于以下幾個方面：
（1）生物量。森林生態系統的生物量貯存著大量的碳素，如按植物生物量的含碳量為45%～50%計，那么整個森林生態系統的生物量將近一半是碳素含量。森林的生物量與其成長階段的關系最為密切，一般森林據其年齡可分為幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林/過熟林，其中碳的累積速度在中齡林生態系統中最大，而成熟林/過熟林，其中碳的累積速度在中齡林生態系統中最大，而成熟林/過熟林由于其生物量基本停止增長，其碳素的吸收與釋放基本平衡。從森林的年齡結構來估算吸收碳素的潛力是決定森林生態系統碳匯功能的一個主要方面。目前，我國森林的結構以幼齡林、中齡林居多，因此我國森林生態系統中植物固定大氣碳的潛力很大。據王效科等估算，我國森林生態系統潛在的植物總碳貯量為8.41Pg，現有的實際碳貯存總量只是潛在的植物總碳貯量的44.3%。因此，如果我國的森林生態系統得到切實有效地保護，那么它將是中國一個重要的碳匯。
（2）林產品。森林生態系統林產品的固碳量是個變化很大的因子。一般林產品根據其使用壽命可分為短期產品和長期產品。像燃料用木、紙漿用木等屬于短期產品，而膠合板、建筑用木則屬于長期產品。林產品使用壽命的長短在很大程度上也決定著森林生態系統的碳匯功能。使用壽命長的林產品可以延緩碳素釋放，緩解全球大氣碳濃度的增加，一般來說，耐用林產品的使用壽命可達100～200a，在這么長時間里，通過再造林完全可以實現碳素的良性循環。因此，應盡量加工耐用、使用壽命長的林產品。
（3）植物枯枝落葉和根系碎屑。這一部分含碳量在整個森林生態系統中占的比例雖少，但也是一個不容忽略的碳庫，減緩它的沉淀和分解對于森林生態系統的固碳量也起到一定的作用。
（4）森林土壤。這是森林生態系統中最大的碳庫。不同的森林其土壤含碳量具有很大的差別，在北部森林中森林土壤占有84%總碳量；溫帶森林土壤中的碳占到其總碳量的62.9%；在熱帶森林中，土壤中的含碳量占整個熱帶森林生態系統碳貯量的一半。全球森林土壤的含碳量為660～927Gt，是森林生態系統地上部的2～3倍。國內外很多學者都認識到森林土壤碳庫的重要作用，紛紛對其展開研究。目前，研究土壤碳庫及其碳循環和全球變化已成為土壤學的一個新的發展方向。
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篇6
堅持綠色發展，必須堅持節約資源和保護環境，堅持可持續發展，堅定走生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展道路，加快建設資源節約型、環境友好型社會，形成人與自然和諧發展新格局，推進美麗中國建設，促進人與自然和諧共生，構建農業發展格局、生態安全格局，推動建立綠色低碳循環發展產業體系，綠色低碳循環發展方式是新時期農業經濟發展的必然選擇和必由路徑。
1 減少對CO2等溫室氣體排放量
由于國家轉方式調結構的深入推進，作為第一產業的農業相關產業也必須找到適合自身可持續發展之路徑。在此大環境下對綠色低碳循環農業經濟做初步探討，非常必要。
(1)綠色農業經濟是以市場需求和經濟、生態協同發展為根本原則，在傳統經濟基礎上發展而成的新型農業發展模式，是對各種農業資源進行開發并保持農業生態系統的良性循環，然后在此基礎上達到的農業資源可持續利用的活動過程，其本質是要實現農業生產經營與社會、生態資源的協調發展，是可持續發展經濟的重要組成部分。
(2)所謂的低碳循環農業經濟發展，就是指在全球氣候變暖的大態勢下，在農業經濟發展中積極運用技術創新、制度創新、產業轉型等各種方式，盡最大可能的減少對CO2等溫室氣體的排放，加強現有資源的循環利用率，從而實現農業經濟的發展和可持續戰略的實施。
2 推動綠色低碳循環農業經濟，必須采取低碳農業發展模式
發展綠色低碳循環農業經濟，是今后推動農業經濟增長的主要推動力，必須采取低碳農業發展模式，以提高我國糧食產量。發展綠色低碳循環農業經濟，可以保護生態環境和維護糧食安全，由于傳統農業模式解決溫飽問題，造成了農業土地破壞嚴重的現象，大量使用化肥、農藥等，水土污染主要是由于農業的亂排亂放。因此，發展低碳農業有利于保護環境。進入新世紀以來，多重因素左右全球糧食供應，使得糧食安全從區域性問題上升為國際問題，從民生問題上升為國家戰略問題，因此，加快轉變傳統農業的生產方式，切實解決好糧食的安全問題，而解決問題的關鍵出路就在綠色低碳循環農業經濟。
3 發展綠色低碳循環農業經濟面臨的問題
發展綠色低碳循環農業經濟有巨大的現實意義，從客觀角度來說，發展綠色低碳循環農業經濟還是存在著一定的問題，主要體現在三個方面：第一，現存農業基礎薄弱。首先是較為嚴重的人地矛盾，當前農業人口9億，農戶約占農業人口總數的27.7%，每戶所經營土地不足0.5公頃;其次農村勞動力短缺，隨著市場經濟的發展，農村主要勞動力青壯年集體外出務工，農業產業勞動力缺口嚴重;最后，農村人口文化程度普遍不高，農村人口中初中以上文化水平所占比重不足18%。第二，農業基礎設施建設不完善。一直以來實行以工業輔助農業的發展路子，雖然有大量的輔農、助農、惠農政策，但是由于開展農業經濟的基礎設施不完善，導致可用耕地流失嚴重，面積減少，農業物資浪費嚴重，且已有農業基礎設施功能較為老化，破壞較為嚴重。第三，農業經濟服務系統未及時建立完善，鑒于我國社會主義初級階段的基本國情，農業經濟發展方向起步較晚，相關的農業經濟服務系統并未得到有效建立和完善，農業經濟服務工作開展較為滯后，相關服務水平也較為低下。
4 農業經濟的發展作用分析
4.1 傳統農業經營模式的不足
農業生產越來越商品化、專業化，傳統的以家庭為單位的經營模式已不能滿足社會分工與生產專業化的需要，而是要求農業生產過程中各種形式的合作。農戶之間的合作不能依靠強行的手段，而是要在各個農戶之間出現相當的社會分工和專業化時，各個不同的環節、階段由不同的組織去完成的情況下，農戶之間才會形成良好的合作。
4.2 傳統農業抵御風險的能力不足
單獨的家庭經營模式對市場風險和自然風險沒有很強的抵御能力，而且農業生產很容易受到自然災害的影響。因此，農戶需要通過農業合作經濟，增強其抵御風險的能力。
4.3 農產品的特性
農產品的不易保存與專用型決定了農業需要合作經濟制度，大部分的農產品都不易保存，而且銷售時間都很短，一旦在成熟或采摘之后沒有盡快銷售或加工，豐收的農產品就會很快腐爛，也給農戶帶來巨大的經濟損失。農業生產過程中的許多生產資料都是針對農業方面的，如果放棄農業經營，會遭受很大的損失。為了減少上述方面的損失，農戶希望能夠尋求在生產、銷售過程中的穩定合作。
4.4 傳統農業缺乏競爭力
在市場競爭日益加劇的今天，小規模的經營方式沒有競爭力。通常來說，農戶的經營范圍較小，不能形成大的規模。農戶在單獨采購生產資料時，因采購量太少而不能獲得優惠的價格，而小批量的出售農產品，也難以獲得較高的價格。小規模的農業生產不可以采用大型機械，不能使成本控制到最低。為了降低成本，提高競爭力，就需要各農戶聯合起來，形成大規模的農業活動來提高收益。
5 發展綠色低碳循環農業經濟應對的措施
一是優化農村農業產業經濟結構，在基層大力普及綠色低碳循環農業發展模式，開展相應農業服務技術培訓及繼續教育，培養一批綠色低碳循環農業專家人才，發掘一批綠色低碳循環農業種植能手，并形成綠色低碳循環農業的規模效應和聯動效應。二是完善農村基礎設施建設，促進農業綠色低碳循環經濟模式進村進戶。大力開展對農村基礎設施建設的檢修與更換，并普及農業低碳經濟的發展方向，引導并向農村引入大量的資金，積極地研發新技術，擴展新視野，推動農民獲得最大化的經濟效益。三是建立新型化的農業技術專業服務系統，隨著城市化進程和工業化發展，建立專業服務系統，包括信息服務、大數據服務、物流服務及高端制造服務等，對病蟲害防治技術推廣、對農產品及衍生品銷售渠道拓寬等一系列的專門服務，促進綠色低碳循環農業經濟發展模式在基層推廣。
6 農業合作經濟對農業經濟的作用
6.1 提高農民在市場經濟中的地位
首先農業合作經濟最直接也是最明顯的作用就是增加農民的收入，在沒有發展農業合作經濟之前，農戶的小規模經營在市場競爭中處于弱勢，農戶的收入也不理想。農業合作經濟的實施不僅提高了農民在市場經濟中的主體地位，而且也加強了農民自身的競爭力。這樣，既能使農民在交易的過程中獲得更大的利潤，同時也增強了農民抵御風險的能力。另外，農業合作經濟有利于大型機械的使用，在很大程度上降低了農民的勞動強度。
6.2 農業合作經濟促進農業管理水平的提高
合作經濟的形式是農戶自愿地組織在一起，進行共同生產、共同銷售。隨著經營規模的不斷擴大，在管理上和技術上都需要改進，一些先進的管理方法和技術手段也值得共同學習借鑒。農業合作經濟在不斷發展的過程中，也有利于提高我國農業的管理水平。
6.3 農業合作經濟能夠促進我國農業市場的發展
隨著市場經濟的不斷發展，單個的農戶無法適應不斷變化的國際市場，所以合作經濟的發展是農業發展的必要條件。農業合作經濟可以把單獨農戶的資源進行整合，改變其市場地位并提高經濟效益?？v觀全球，農業合作經濟已經在大部分的農業發展中國家占據著重要地位，凡是受市場經濟支配的農業，農業合作經濟都發揮著重要的作用。
7 農業經濟可持續發展方案
7.1 實施農業經濟可持續發展的必要性
農業要想盡快地實現市場化、集約化以及現代化的目標，就一定要發展可持續農業，充分發揮出農業所具有的自然資源優勢，提升綜合效益。當前，制約農業經濟可持續發展的因素相當多，比如：自然災害頻繁發生、農業類型與種植物十分單一、自然資源的開發與利用不夠合理、注重化肥卻忽視農肥、土壤有機質的肥料含量過低、森林的覆蓋率過低、河流與海域受到污染、生態環境愈來愈惡化等，這些均限制了我國農業的發展。為此，應當依據生態經濟的發展規律，建設高效能人工系統，切實做到低能耗與高產出、無污染的新型生態農業，全面運用生物之間的量化關系，在空間與時間上形成了可持續發展的經濟體系。積極運用新技術以強化農業經濟系統的自身調節能力以及抗擊自然災害的能力;提升生態平衡恢復能力，從而落實追求效益最大化的目標，進而促進農村經濟的全面可持續發展以及農民群眾收入水平的不斷提升。
7.2 開展農業經濟可持續發展戰略的路徑選擇
7.2.1 強化農業自然資源的利用和保護
一是要立足于選擇與運用符合可持續發展原則的農業技術以及農業生產方式，從而防止出現農業土地的水土流失、沙漠化以及鹽堿化等不良現象。在工業化、城鎮化發展的進程之中，要做到節約利用土地，降低不可恢復的非農業廢棄地，從而鞏固農業經濟實現可持續發展的物資基礎。二是要運用最為先進的農業技術方式以防止出現水資源的嚴重浪費。要大力實施讓水資源不受到污染與破壞的實用性技術，切實解決各類水環境問題。三是要運用技術改進以及生產利用方式的改變，努力防止農業生物資源運用上的重大浪費，讓農業生物資源的利用盡可能地做到合理化，讓生物多樣性能夠得到最大的保護。四是要通過技術進步以及富有成效的制度制約，切實防止溫室效應以及臭氧層耗損造成的多種生態影響，防止酸雨、紫外線輻射、干旱以及洪澇等自然災害對于農業經濟所產生的危害，強化大氣資源以及農業氣候資源之保護。
7.2.2 落實污染控制與環境保護措施
一是要減少與消除化肥、農藥、農膜以及其他剩余殘留物對土壤、水體與大氣所造成的污染;二是積極有效地治理集約式家畜養殖糞便以及農畜產品加工企業廢棄物對于農業環境所造成的危害;三是要預防和治理農業生產中能源消耗對環境造成的不利影響。
7.2.3 完善農業經濟可持續發展的技術措施
在農業經濟的可持續發展技術措施選擇上，要切實遵循適宜性與可持續兩重標準。前者是指選用合理的技術。要依據不同區域中的資源、生態、技術以及投資等具體狀況，選用合理的技術類型;要以符合可持續發展的新型農業技術為先導，優先選擇富有實效性的傳統農業技術、工業式農業技術以及可替代農業技術，從而實現傳統技術與現代技術的合理結合。要跨越單一化的農技科學，從而實現多和學科領域中相關技術的組合以及創新?？沙掷m發展的標準是指農業技術的選擇應當具有持續性、發展性、公平性以及共同性等原則。要盡可能地選擇低污染或者無污染，并且有助于實現生態良性循環的清潔型農業技術，使用較少或者不會導致水土流失、沙漠化或者鹽堿化等副作用的農業技術和其他類型的生態良性化農業技術。要選擇能夠提升農業生態系統生產效率的良好技術、能夠提升農業生產效益的技術、能夠提升農業市場運營效率的技術、能夠提升農業消費品利用成效的技術以及能夠提升農業管理系統工作效率的技術等。
7.2.4 健全農業經濟可持續發展的制度機制
一是健全農業法律法規與農業經營管理制度機制;二是要健全農業發展規劃與政策;三是要健全行為準則等非正式制度因素。
7.2.5 大力改革現有農業科技體制
強化農業科技的開發與推廣，促進農業科技成果實現轉化，這是實現我國農業可持續發展的重點環節。一定要采取積極有效的手段，將農業的發展建立于依靠科技的進步與提高廣大農業勞動者的素質上。所以，在農業科技工作當中應當做到如下幾點：一是要加快農業科研體制改革的進程，健全現有的農業科研體制，改進與優化農業科研系統結構，積極探索更加科學、更為有效的農業科研應用機制，真正做到農業機構的輕型化、農業隊伍的精干化、農業成果的產業化、農業企業發展的集團化、農業運行機制的高效化。二是要依據現代農業發展之所需，強化現代農業的科研開發。要切實增加農業科研的投入力度。各級政府要把農村科技視為社會公益事業加以對待，通過財政撥款加以扶持。三是要積極鼓勵農業科技人員深入到農業生產一線來推廣示范性科技成果，要積極探索設立科研源自于生產、成果由市場加以檢驗的新型機制，強化科技和經濟的密切結合，不斷提升農業科技服務于"三農"的能力。不斷加大對農業特別是農業科技人才工作者隊伍建設的關注力度，徹底扭轉社會上不夠重視農業科研工作者的態度，積極推動農業科研成果實現轉化，并提升農業產出的效益。
7.2.6 加快生態農業的發展
農業生態系統是農業的核心系統之一，系統內部各個子系統相互之間、子系統的各組之間雖然具有一定聯系，但是歸根結底還是要遵循相互依存與制約的生態學規律。為此，要充分認識生態學的發展規律，促進農業生產實現高產化、優質化、穩定化與可持續發展。在生態農業建設中，要堅持因地制宜的原理、農業生態系統總體調控的原理、能量流動與物質循環的原理、彼此依存與制約原理以及生物競爭性原理等來安排與組織農業生產，這樣一來就能確保我國的農業生態系統具備比較高的生產力、可持續性以及可塑性。促進我國生態農業的發展，這是實現農業產業可持續發展的一項重要途徑，而實現傳統農業到現代化農業的轉變，則是我國當前與今后農業經濟實現可持續發展的重要目標。
篇7
1992年，聯合國在巴西當時的首都里約熱內盧召開了首次環境與發展大會，史無前例地將環境與發展放到一起，試圖尋找一條協調兩者關系的途徑，并就此通過了許多決定和公約，其中即包括《聯合國氣候變化公約》。聯合國希望通過各國政府的努力，遏制因碳排放產生的溫室氣體帶來的全球氣候變化問題；后來，還成立了聯合國政府間氣候變化專門委員會（縮寫為IPCC），召開了多次全球氣候變化會議，制訂了《京都議定書》等多項具有強制性的全球節能減排相關規定。
四成排碳去無蹤
在太陽系中，目前已知碳僅存在于地球上，它是生命存在和發展的基本元素，是參與地球水熱平衡的基本要素。碳平衡則依據排放量的多少存在相對性。在全球變化研究中，碳循環是一個焦點，其中，碳平衡是其核心。在節能減排中，人們必須首先了解碳的排放量及其去向，才能有針對性地制定各項政策和措施。然而，各國科學家在全球碳平衡研究和估算中發現，排放的二氧化碳中有近40%去向不明。這就是全球變化與碳循環領域的“二氧化碳失匯”問題，科學家們形象地稱之為“碳黑洞”。
失匯的碳究竟有多少呢？聯合國政府間氣候變化專門委員會估算，這一數值大約有1.9Pg；后續研究又將其擴大到2Pg以上。其中Pg為度量單位，1Pg相當于1015克，即10億噸。2 Pg即每年碳失匯量有20億噸，這是一個十分巨大的數值，大約相當于全球碳排放量的40%。由此，各國科學家試圖通過大量研究工作找到“碳黑洞”。最近10～20年，科學家們針對此問題，相繼研究了海洋、森林、草地、農田、濕
地和土壤有機碳，除了確認森林為微弱碳匯（碳匯是指吸收并儲存二氧化碳的數量）外，其他方面進展甚微，人們仍無法準確回答“余下的碳排放去了哪里”這個問題。
為此，在國家重點基礎研究發展計劃項目――“973項目”支持下，中國科學院新疆生態與地理研究所牽頭組織了一個年輕的科學家群體，對“碳黑洞”在干旱區的可能性進行了深入研究。
茫茫大漠覓蹤跡
當各國科學家在全球其他地區專注于碳失匯中的有機碳失匯時，我國科學家在2002～2007年相繼提出了我國西北干旱區、干旱性土壤中存在著巨大的無機碳庫問題。他們認為，西北干旱區無機碳庫是有機碳庫的2～5倍，約占全國土壤無機碳庫的60%以上，每年我國干旱性土壤中碳酸鹽截儲大氣碳的規模在1.5Tg（1Tg為1012克），即15萬噸，這對全球碳固定及大氣二氧化碳的調節很可能具有重大意義。
與此同時，中國科學院一個重點生態實驗站――新疆生態與地理研究所阜康荒漠生態系統國家野外科學觀測研究站站長、中國科學院“百人計劃”人選李彥研究員在其主持的關于準噶爾荒漠-綠洲土壤呼吸的對比實驗觀測中發現：荒漠鹽堿土頻繁出現對二氧化碳的吸收過程；采取滅菌處理剔除有機碳吸收過程后，鹽堿土仍全天吸收二氧化碳。他們初步測得的無機過程強度與有機過程強度在同一量級。干旱區無機碳匯形成的載體和通道就是農田灌溉的洗鹽水和荒漠區洪水以及地下水，它們將土壤中的二氧化碳帶入地下咸水。干旱區咸水是比海水堿性更強的水體，可溶解大量二氧化碳，從而形成碳匯，并且這個過程幾乎是單向的，最終形成了陸地上除土壤、植物之外的第三個活動碳庫。這個碳庫可達1000 Pg，即1萬億噸。
這一發現立即受到國際學術界的廣泛關注。全球知名學術刊物《科學》指出：“中國西部古爾班通古特沙漠二氧化碳通量的測量得出了一個令人吃驚的結論，荒漠鹽堿土正在默默地以無機方式大量吸收二氧化碳?！?/p>
令人吃驚的還不只在此，阜康站的研究同樣關注了鹽堿土地下有機碳的固定作用，重點關注了以往被忽視的植物地下根系這個土壤有機碳研究中的關鍵點。研究人員認為，根系是重要的碳匯，是地下碳庫的重要組成部分。而土壤微生物關系著土壤碳庫和生態系統功能，也是陸地碳循環和營養循環的重要組成部分。由此，形成了對地下碳庫全面和初步的新認識。
在此基礎上，2008年10月，由中國科學院新疆生態與地理研究所牽頭，聯合德國、比利時等國的科學家和中國科學院植物所、中國農業大學、蘭州大學、石河子大學的科學家，開展多項課題研究，以亞歐內陸干旱區為對象，全面探討了碳循環過程，在試圖解決全球二氧化碳失匯問題的同時，探討增加土壤碳庫以換取工業二氧化碳減排的有效途徑。
荒漠鹽堿存玄機
在西方的古代傳說中，
普羅米修斯盜取火種，給人類的生活帶來了翻天覆地的變化。在現實生活中，人類從自然界的火災中感受到了火的力量，逐漸發明了各種取火的方法，從而改變了蠻荒的生活狀態。工業革命中，蒸汽機的發明進一步改變了人類的生活?；?碳的燃燒從此始終與人類社會的發展相伴。碳排放、碳循環，從一個單純的資源利用問題，逐步發展成為資源與環境的對立統一問題。隨著碳的利用量的不斷攀升，碳循環也成為一個不斷變化的動態平衡。
大氣中不斷增加的二氧化碳，總歸要排放到一些地方，這些去處被科學家們稱為“碳庫”。碳庫以無機（二氧化碳）或有機（碳水化合物）的方式存在，呈現出一種不斷變化的平衡狀態。這個排放與存放過程，也就是碳循環的過程。
地球上的碳庫主要是兩大塊：一是占全球表面積3/4的海洋，堿性海水對二氧化碳的無機吸收約為全球的一半；二是陸地，陸地上生長的植物和埋藏的土壤有機（無機）碳為另一吸收和存儲地。
在很長時間內，因為干旱區生命過程微弱，各國科學家忽視了干旱區土壤的固碳能力，特別是忽視了干旱區地下碳吸收的無機過程和有機過程的并重，從而影響到人們對全球碳循環的認知。
在破解“碳黑洞”問題過程中，我國科學家發現，亞歐內陸干旱區分布著世界最大和最多的內陸河流，這些河流無法進入海洋，河水攜帶的大量鹽分不斷堆積在荒漠-綠洲復合體中，鹽漬化土壤溶液的pH值高達8.5～11，遠遠超過河流入海后海水的堿度（pH值為8.1）。這為鹽堿土不斷吸收二氧化碳增添了巨大的潛力。土壤溶液pH值每增加一個單位，鹽堿土對二氧化碳的溶解度可增加一個量級，即相當于原來的10倍。
這個過程的核心點是堿性土壤溶液對二氧化碳的吸收。土壤或植物呼吸出的二氧化碳被土壤溶液溶解，溶解的二氧化碳在洗鹽過程中被淋洗進入地下咸水。由于干旱區的農田大多深受鹽漬化危害，所以，在當地的農業生產中，洗鹽是必須的一個步驟。洗鹽過程永遠伴隨著二氧化碳被淋洗進入地下咸水的過程。
當然，土壤吸收存儲二氧化碳是一個復雜、長期的過程，還有很多問題需要深入研究，如二氧化碳進入地下咸水后與周圍土壤、巖石的相互作用等。同時，這一區域也是全球化石能源最豐富的區域之一，例如，新疆石油、煤的儲量就占到全國的30%～40%；中亞、西亞的情況也類似。在開發利用化石能源的同時，考慮這個地區的碳匯潛力意義重大。
在破解“碳黑洞”問題的同時，科學家們還解決了一個重大的科學問題，即地下碳庫中有機碳的儲量問題。過去，人們對地下有機碳的估算都以1米以內為限。而在干旱地區，由于地面水嚴重缺乏，迫使植物轉向地下深處要水，植物由此發展出更深的根系。在干旱區，許多木本植物的地下垂直根系深達20米，水平根系可達百米上下，這些根系深度都在1米以下的植物，常形成地下生物量接近或超過地上生物量的情況，最終使得在估算有機碳時，必須進
行相應的調整。例如，據測算，中亞5國荒漠總面積為294萬平方千米，植被總碳儲量為5.35億噸。其中，地上部分2.7億噸，占50.47%，地下部分2.65億噸，占49.53%，地上、地下碳儲量基本相當。因此，地下有機碳過程（包括土壤與植物）對二氧化碳的吸收強度起到關鍵作用，不容忽視。根據課題組的測算，中亞干旱區總有機碳庫為71.7 Pg（相當于717億噸），這可是一個巨大的碳庫，在全球碳循環中不可忽視，且近30 年，中亞生態系統累積固碳為0.36 Pg（相當于3.6億噸）。
此外，課題組還構建了鹽堿土二氧化碳吸收模型，進而推算出全球干旱區二氧化碳年吸收量為1.26 Pg（相當于12.6億噸），這對尋找全球碳迷失具有重要價值。課題組的模擬結果表明，近30年來，亞歐內陸干旱區生態系統碳動態對氣候變化和人類活動響應敏感，溫度每升高0.5℃和大氣中二氧化碳濃度每增加2ppm，碳匯強度每年每平方米將增加3.1克；降水每增加10毫米，每年每平方米增匯2克。
節能減排可助力
探討二氧化碳失匯問題，破解“碳黑洞”，在當前應對全球氣候變化、推行節能減排中具有重要意義。
首先，是科學上的重大意義。它證明了全球碳循環中的迷失碳，部分存在于全球最大規模的荒漠-綠洲復合體中。這個復合體蘊含了長期未受重視的碳循環問題。對地下“碳庫”的研究，創造性地開展了荒漠-綠洲復合體地下有機碳研究，不僅豐富了土壤碳循環的研究，實現了地下有機碳與鹽堿土碳過程相互作用研究的重要突破，而且對鹽堿土二氧化碳吸收的生物過程具有重要意義。
其次，對我國和歐亞干旱區的發展具有極大的現實意義：首先，服務于我國節能減排和碳平衡的國際談判。增加土壤碳庫被認為是換取工業二氧化碳減排的有效途徑之一。目前，關于將二氧化碳從工業或相關的排放中分離出來，輸送到封存地點，與大氣隔絕的二氧化碳捕集與封存技術，正處于熱研之中，并取得很大的進展。鑒于干旱地區既是化石能源極端豐富的地區，又有鹽堿土這個巨大的地下碳庫，我國可以在國際節能減排中發揮巨大的作用。其次，重新認識干旱區鹽堿土碳吸收與水鹽運移過程，將為有“中國土地后備庫”之稱的我國西北地區后備土地開發和生態建設提供全新的理論依據。第三，推動和服務于中亞區域合作，拓展上海合作組織的科技合作，共同關注和協調解決全球變化及資源與環境問題，為歐亞干旱區的區域經濟和環境協調發展奠定科學基礎。
隨著世界經濟的不斷發展，雖然以可再生能源為主的新能源在能源結構中所占比例不斷加大，但在未來相當長時間內，對以碳為核心的化石能源的需求和利用，仍將呈現持續增加的態勢，碳的排放量還將不斷上升，因碳排放而出現的全球氣候變化依然處在發展之中，對全球各國和人類生活隨時會帶來許多災難性的影響。
篇8
關鍵詞：林火；森林土壤；有機碳；火強度
中圖分類號：S151文獻標識碼：A文章編號：16749944（2016）02000802
1引言
土壤有機碳庫是陸地碳庫的重要組成部分 ，在陸地碳循環研究中有著重要的作用。由于碳循環對全球生態系統循環有著重要的影響，因此，土壤有機碳研究受到人們普遍關注， 已成為全球變化研究的三大熱點之一[1]。要研究有機碳，就必須了解有機碳的儲存方式和它的存儲位置。據研究者發現，全球約有1 400～1 500 Gt的有機碳儲存在土壤中，是陸地植物碳庫（500～600 Gt）的2～3倍，是大氣碳庫（750Gt）的2倍[2，3]。根據《2005年全球森林資源評估報告》，2005年全球森林面積39.52億hm2，占陸地面積（不含內陸水域）的30.3%。因此，研究森林土壤有機碳對研究全球碳循環有著重要的意義。林火是影響森林生態系統的重要因子，火燒不但會對生態系統中的動物、植物、微生物產生影響，而且還會影響到土壤的物理性質（包括土壤結構、土壤濕度和土壤溫度）、化學性質（包括有機質、礦物質、土壤呼吸和土壤養分）土壤動物、土壤酶等。不同的火燒強度所產生的影響也會有所差異，但影響程度會隨火燒強度的增強而增加。
2國內外對土壤有機碳的研究
中國早在1946年就正式成立中國土壤研究學會，在土壤有機碳研究方面也取得了許多積極的進展。如周玉[11]榮等通過實驗研究估算出中國主要森林生態系統的土壤碳儲備量約為2.10×1010 t，在全國森林生態系統碳總儲量中占據74.6%的比例，在全球森林土壤碳儲量中占據2.7%的比例；方精云[12]等通過利用我國1949～1998年間進行的7次森林資源清查資料，對我國近50年來森林碳庫的變化進行了推算，結果顯示在20世紀70年代中期以前由于對森林的不合理采伐利用，使中國森林碳庫不斷減少，據推算在這期間碳總儲量減少了約0.62×1015 g，平均每年約減少0.024×1015 g，但之后通過對森林利用加強管理和開展植樹造林運動，土壤碳庫儲量呈增加趨勢；周莉[13]等對土壤有機碳的主導影響因子進行的研究及進展，對影響土壤有機碳的多種因子（氣候、大氣成分、植被、土壤理化性質等）進行具體分析。這些科研工作者們在各方面取得的積極進展對我國在土壤研究方面都做出了巨大的貢獻。
國外對土壤有機碳的研究開始較早，在20世紀60年代，就有學者開始研究林火對土壤有機碳的影響，如Rashid.GH[4]等人研究火災對阿爾及利亞地中海橡樹林土壤有機碳的影響；Johnson.SE[5]等對北美不同林火影響下土壤有機碳變化進行分析；Dikici[6]等研究了泥炭火對土壤有機碳的影響；Czimczik[7]等研究了火燒對美國俄亥俄州闊葉櫟林土壤有機碳的影響；Garc，aO liva[8]等研究了火燒對熱帶落葉闊葉林土壤有機碳的影響。也有學者對全球土壤有機碳總庫存量進行研究，但早期對土壤有機碳庫存量的估算大都是根據少數土壤剖面數據進行的，因此對有機碳儲存量的估算也有著很大的差異，但有兩位學者的估算值成為當前全球土壤有機碳儲量的上下限值，分別是1976年Bohn[9]利用土壤分布圖及相關土組的有機碳含量，估計出全球土壤有機碳庫存量為2 946 Pg，1951年Rubey[10]根據不同研究者發表的關于美國9個土壤剖面的有機碳含量，推算出全球土壤有機碳庫存量為710 Pg。由此也可以看出，在土壤有機碳研究方面仍有很多問題等待人們去探索和研究。
3土壤有機碳的測定方法
土壤有機碳根據微生物可利用程度分為易分解有機碳、難分解有機碳和惰性有機碳。易分解者有較高的生物利用率與損失率，難分解者則有較高的殘留率，一般占土壤有機質的60%～80%。雖然有機碳在土壤有機質中占據很大的比例，但在日常的實驗當中如何能夠快速而又精確的對土壤有機碳進行測量呢？對于這個問題，科學界一直在不斷地研究、探討和改進，但方法大都不盡相同。前人在測量時有的是通過干燒法測定CO2，干燒法是先通過稀鹽溶液把土壤中的DOM有機物提取出來，緊接著放入蒸箱內在低溫下將溶液蒸干，然后在高于700 ℃的環境下將其與適量的氧氣接觸，從而產生出CO2，再用紅外監測儀器對CO2測定，也有用重鉻酸鉀和濃硫酸先進行濕硝化， 然后再通過滴定法來測定其中的碳。
相比之下，干燒法有著較高的精度，但是有機碳氧化需要用的儀器價格昂貴，樣品分析用量少（3～5 mg），且必須干燥和細磨，而且當溫度高于500 ℃時，實驗結果會因為無機碳的分解而受到影響，尤其在測量石灰性土壤時這種影響會更加明顯。因此很多研究人員會采用濕氧化法，濕氧化法通常采用的方法是重鉻酸鉀氧化滴定技術，但同樣有不足之處。主要表現在測定有機碳效果較差，因為滴定過程中不能保證所測樣品被完全氧化，所以要對測量的結果進行校正。另外濕氧化法測定所需要的時間較長，這樣就很難消除滴定液中的鉻和強酸對樣品的持續影響，而且一些干擾離子在滴定和比色時也會引起誤差[14]?？偟膩碚f這些方法都有它們的局限性，而且實驗測量的結果往往會與實際值有著或多或少的偏差?，F在，人們多采用TOC（總有機碳）分析儀直接測定提取液，這種方法相對簡便而且能夠有效地避免一些相關條件的影響，因此測量的結果也相對真實可靠。
4不同強度林火對土壤有機碳的影響
林火強度被分為3個等級，即低強度、中強度和高強度（重度）。在不同的森林地段上，由于可燃物的種類和載物量是不同的，因此發生在不同森林地段上的林火行為是有所差異的。
一般情況下，中、低強度的火燒僅燒毀了草本灌木層，以及部分喬木[15]，可以促進林分的更新并減少可燃物，不但不會對林分的碳匯功能造成巨大影響，而且還會增加土壤有機碳的含量，這是因為火燒將地表的枯枝落葉燃燒后留下的灰分中含有剩余的碳，隨著雨水進入土壤，土壤碳含量也隨之增加。如李紉蘭等[16]在研究南方突發性火災對土壤碳儲量的影響時， 發現中低強度火燒會顯著的增加土壤有機碳的含量。包旭[17]通過研究火燒對大興安嶺濕地生態系統碳循環的影響，發現輕度火燒較未火燒樣地土壤碳含量并沒有顯著的變化，重度火燒樣地的生物碳量和土壤碳含量都有顯著降低的趨勢，而且僅重度火燒樣地與未火燒樣地存在著顯著差異性。孫學明[18]在研究林火對不同林型土壤有機質時也發現輕度火燒后土壤有機質升高的趨勢會明顯加大。
而高強度的火燒灼傷高度可達到喬木林冠層[15]，致使大量喬木被燒死，而且會顯著降低土壤有機碳的含量。火燒的高溫不但會直接導致地表及土壤淺層的有機碳含量減少，而且還會通過影響土壤的理化性質、酶、pH值等來間接地影響土壤對有機碳的儲存能力。因此，高強度的林火對土壤有機碳的儲存起著不利的影響。如崔曉陽等[19]在研究發現，低、中強度的林火在短時間內對土壤有機碳影響是不明顯的，但在高強度的林火干擾下土壤有機碳的含量是明顯下降的，平均降幅達到14.6%。Wang等[20]總結了200多個火燒跡地土壤有機碳的變化情況，發現高強度的林火會使土壤有機碳減少約25.3%，而預定火燒（低強度火）對土壤有機碳沒有顯著影響。方東明等[21]在模擬大興安嶺火燒試驗時發現高強度火燒后土壤總碳庫減少了1.4%～5.4%，變化幅度也均高于中低強度火燒。
2016年1月綠色科技第2期
5林火對不同深度土壤有機碳的影響
林火會燒除林地表面的凋落物，改變土壤的溫度，并且隨著火燒強度的增強土壤有機碳受到的影響也隨之增大，但是隨著土壤深度的增加受到的影響也會隨之減小。有研究表明，地表有焰燃燒能夠在短時間內迅速放熱，產生300～1 400 ℃的高溫，嚴重時會使土壤表面的溫度達到500～700 ℃[22]，甚至超過1 500 ℃的情況都有瞬時記錄[23]，在這種情況下土壤表層有機質（碳）會隨之急劇減少。但隨著土壤深度的增加，影響程度會逐漸減小，在土壤5 cm深處的溫度通常不會超過150 ℃，對土壤20 cm深處及以下的土壤基本沒有影響。如何斌[24]等在對皆伐煉山的馬尾松林地調查時發現，煉山后0～20 cm層的土壤有機質含量明顯減少，但在20～40 cm層的土壤有機質含量卻沒有變化。這些研究表明在發生林火的短期內土壤有機碳會受到不同程度的影響。
例如有些學者對火災發生數年后土壤有機碳的變化情況進行研究，發現森林火災對土壤有機碳含量是起著積極的影響作用的。如Johnson和Curtis[25]通過對48個森林火燒跡地的土壤有機碳的研究，發現火災10年后森林土壤中有機碳的含量相比火災發生前是增加的。方東明用CENTURE模型模擬[21]了林火對興安嶺土壤碳的影響，發現在火后6～8年內，土壤碳是高于火燒前的。因此，林火對土壤有機碳的影響一般具有以下幾個特點：①林火對土壤有機碳的影響具有不確定性；②火燒強度越高、火燒時間越長，影響越大；③森林土壤有機碳的含量受著火及其它因子共同的影響。
6問題與展望
由于土壤有機碳的生成和存儲本身就受到很多因素的影響，因此，在研究土壤有機碳的過程中也存在很多的不確定性，這也使得研究結果具有一定的局限性和不確定性。因為在不同的環境下土壤有機碳的變化機理存在差異，所以研究局部地區土壤有機碳的變化是不具有代表性和廣泛性的。在今后的研究過程中，應該將研究范圍擴大化，通過對不同環境下土壤有機碳變化機理的研究來發現更多關于有機碳的活動變化規律。
林火是影響森林土壤有機碳的重要因子之一，但是還有其它因子對土壤有機碳產生著重要的影響作用，如氣候、坡位、微生物、海拔等影響因子。當前的研究主要集中在火干擾對土壤有機碳的影響，因此，在今后的研究當中，可以并分別對這些影響因子進行研究，為日后能夠合理調節碳循環打下堅實的基礎。土壤有機碳在全球碳循環過程中起著重要的作用，近年來，全球變暖問題受到各個國家的重視，研究土壤有機碳的變化機理對緩解和改變這一問題有著重要的意義，也希望研究人員能夠在今后的研究中取得突破性的進展，推動全球有機碳研究邁向一個更高的臺階。
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Research Progress on Effect of ForestFire on Forest Soil Organic Carbon
Xu Cheng， Zhang Shuifeng， Li Kelun
（Nanjing Forest Police College，Nanjing 210023，China）
篇9
研究的目的和意義
草地是陸地生態系統土地資源的一個重要組成部分，放牧是草地利用的主要傳統方式之一，不論何種類型的放牧草地，要使其維持原有的生產能力，確定適宜草場放牧利用強度（載畜率），不但關系到草原生態系統的可持續利用和發展，而且也影響其碳循環和碳截存的過程和特點。
在全球氣候變化成為國際上備受矚目的問題的同時，我國科學家也開始研究土地利用和覆被變化對土壤碳庫和碳循環的影響。近幾年來，放牧土地的碳分布，碳儲量以及放牧管理對碳循環及其生態過程的效應研究受到了土壤，環境，全球變化等研究領域的廣泛關注。過度放牧是造成草地退化的根本原因。過度放牧可使草地初級生產固定碳素的能力降低，并且，由于家畜的采食而減少了碳素由植物凋落物向土壤中的輸入；過度放牧通過促進草地土壤的呼吸作用從而加速碳素由土壤向大氣的釋放。而適度放牧可使草原凈初級生產力達到最高值，但年際間的變異較大，主要受降水及其它氣候條件的影響。
王艷芬等、李凌浩等研究了人類活動對錫林郭勒地區主要草原土壤有機碳的儲量隨草甸草原－典型草原－荒漠草原逐漸減少，每一個草原類型土壤有機碳含量沿土壤垂直剖面逐漸減低；土壤利用方式不同，土壤有機碳的分布也不同。被稱為“生態環境脆弱帶”的荒漠草原生態系統，其穩定性較差，自然和認為干擾的“生態沖擊”更易導致劇烈的波動，甚至成為＂受害生態系統＂，這就是人們常說的草地退化和草原消失。
為此，針對短花針茅荒漠草原群落進行不同放牧強度對主要植物種群地上碳儲量和地下碳儲量的比較研究的必要性不言而喻，其目的在于從碳儲量的角度定量的分析不同放牧強度對植被的影響，從而為適度放牧的決策和草地資源的可持續利用研究提供依據。為了掌握碳儲量，需要研究和測定地上生物量、地下生物量、植被地上含碳量、土壤含碳量。這些變量在不同放牧條件下的細微變化規律需要直接的證據加以證實。從過去的經驗看，在過度放牧狀況下，地上凈初級生產力中僅有20％－50％能夠以凋落物和糞便的形式歸還土壤，一旦草地土壤遭到開墾和過度放牧破壞，其腐殖質層中的有機碳就會迅速氧化而釋放出大量二氧化碳，草地就可能轉變成為碳源。經過40a的過度放牧，我國草地表層土壤10－20cm中碳的貯量已降低12．14％。如今，草地畜牧業已經成為我國許多地區的生產和經濟支柱。但過度放牧導致草地退化的趨勢加劇，而且以每年200萬hm2的速度增加。因此必須加強對草地生態系統不同發展階段（自然與退化生態系統）、不同利用方式及其對氣候變化響應的草地生態系統碳循環過程與機理的研究，加強草地生態系統管理。
地下碳截存對不同放牧強度的響應是一個較緩慢的過程，也可以說放牧在一定時間尺度內還不會影響到系統的地下碳截存。而地下根碳截存量主要取決于其根量的多少。有研究表明：在沙地、坡地及干旱環境條件下放牧容易導致土壤侵蝕，從而使有機碳含量較高的表層土壤流失而造成土壤碳損失。當放牧對草地生產力和植被蓋度無明顯影響，并且未引起土壤侵蝕時，不會造成土壤碳的損失，并且在大多數情況下會由于放牧家畜排泄物的輸入和碳周轉速率的提高而增加土壤的碳截存。針對草地生態系統碳貯量的研究，在確定植被及土壤的碳貯量，草地NPP及生物量的分布特征時，草地土壤呼吸被認為是草地碳循環中最主要的環節，是目前研究的重點。氣候及人類活動（開墾和放牧等）對草地生態系統碳循環的影響，二氧化碳增加對草地碳循環的可能影響等課題已有過多人研究。研究表明：土壤呼吸是全球碳循環中重要的流通途徑，土壤呼吸的變化將顯著影響大氣CO2的濃度。
控制土壤呼吸將能有效緩和大氣CO2的升高和溫室效應。隨著放牧率的增大，牧草地上植物現存量呈線性下降，但地上凈初級生產力以適度放牧最大，即存在超補償性生長。地上最大現存量和最大凈初級生產力隨著放牧率的增大而出現的日期有提前趨勢。二者隨著放牧年限的延長下降幅度較大，但降水可以緩和或加劇這些變化趨勢。輕度放牧能刺激牧草的生長，具有補償性或超補償性生長的特點。過度放牧通過促進草地土壤的呼吸作用從而加速碳素由土壤向大氣的釋放。而適度放牧可使草原凈初級生產力達到最高值，但年際間的變異較大，主要受降水及其它氣候條件的影響。在荒漠草原中，草地的放牧利用對草地的碳截存和碳循環作用和影響有很多細節有待詳細的一手數據來驗證。
試驗地自然概況及研究方法
1試驗地自然概況
本試驗地位于烏蘭察布市四子王旗荒漠半荒漠化草原試驗站。四子王旗位于陰山北麓，地處中溫帶大陸性季風氣候區，春季干旱多風，夏季炎熱，≥10℃的年積溫為2200℃－2500℃，年均降雨量280mm，濕潤度0．15－0．3，降水量主要集中在5月－8月，月平均溫度最高為6月、7月、8月3個月，年均氣溫21．5℃、24．0℃、23．5℃；無霜期175d，土壤以栗鈣土和棕鈣土為主。試驗地的草地類型為短花針茅（StipabrevifloraGriseb）＋冷蒿（Artemisiafrigida）＋無芒隱子草（Cleistogenessongorica）荒漠化半荒漠化草原，植被草層低矮且植被較稀疏，蓋度為17－20，種類組成較貧乏，建群種為短花針茅（StipabrevifloraGriseb），優勢種為冷蒿（Artemisiafrigida）、無忙隱子草（Cleistogenessongorica），主要伴生種有銀灰旋花（Convolvulusammannii）、阿爾泰狗娃花（Heteropappusaltaicus）、木地膚（Kochiaprostrata（L．）Schrad．）、羊草（Leymuschinensis）等。
2試驗研究方法
2．1試驗設計本項試驗采取野外長期觀測和實驗室樣品分析相結合的技術路線，通過野外定位觀測，研究不同放牧強度下荒漠半荒漠化草原土壤與植物根系中的碳密度的測定。旨在揭示不同載蓄率下，在輕度放牧、中度放牧、重度放牧對草原地下碳截存的影響、地上初級凈生產力的影響及其機理，同時也有助于理解草地生態系統退化和恢復的機制。試驗設計如下：實驗采用完全隨機區組設計，將圍欄放牧區劃分為3個區組，即3次重復，在每個區組中設4個處理，即4個不同的載畜率水平。4個不同的載畜率處理分別為對照（CK）、輕度載畜率（Lightstockingrate，LG）、中度載畜率（Moderatestockingrate，MG）和重度載畜率（Heavystockingrate，HG），不同重復小區內的4個處理完全隨機排列。設定不同的載畜率值分別為0（對照）、0．91（輕度放牧）、1．82（中度放牧）和2．71（重度放牧）羊單位／hm2／半年。
2．2試驗方法在4個處理中分別隨機選3個1m×1m的樣方，將地上部分齊地刈割，并用報紙包好。在每個樣方中選3個點取根樣，利用根鉆（直徑7cm）按照0cm－10cm、10cm－20cm、20cm－30cm、30cm－40cm、40cm－50cm、50cm－60cm、60cm－70cm、70cm－80cm、80cm－90cm、90cm－100cm分10層取樣，將樣品分層裝入尼龍網袋，與地上草樣一起帶回實驗室。取回的根樣用水洗法將其漂出，裝入信封。將根樣與草樣一起烘干（65℃）稱重，得到地上部分、地下部分生物量的值（g／m2）。將根樣與草樣分別粉碎并過150目的篩，然后用Macro元素分析儀測出含碳量（％）。根據室內試驗獲得的生物量和含碳量數據，通過公式（1，2，3）計算出植被碳密度（g／m2）的值。
2．3數據處理使用SAS9．0軟件及Excel對數據進行標準化、基本統計學分析處理。
結果與分析
1地上生物量及含碳量的變化分析由圖2可以看出隨著放牧強度增加，地上生物量呈遞減趨勢。在輕度放牧區地上生物量最高，其值略高于對照區，中度、重度放牧區地上生物量均明顯低于對照區。重度放牧區的地上生物量明顯低于對照區，只有對照區地上生物量的58．3％，而中度放牧地區與對照區相差不大，這有可能存在實驗的人為誤差，也可能是由于“中度干擾假說”造成的。根據生態學中經典的“中度干擾假說”，有人提出了放牧優化假設，認為草地植被生物量與放牧強度之間的關系是非線性的，即隨著放牧強度的增加，草地的生物量先增加，然后才隨放牧率的增加而下降。重度放牧區與輕度放牧區地上生物量差異顯著（P＜0．05）。實驗顯示的結果與這一假設相符。輕度放牧的影響作用是否由于“雖然家畜的采食會對植物的生長有一定的影響，但是家畜的糞便添加到土壤中可以為植物的生長提供肥料，有利于植物的生長，因此體現出輕度放牧區生物量高于對照區的特點”還有待商榷。至于中度與重度放牧區，有過多的家畜對植物進行采食、踐踏、減少光合面積等破壞活動，放牧強度大的處理，由于前期地上生物量較低，即地上葉面積指數過低，使草地初級生產固定碳素的能力降低，加上不斷的高強度采食而減少了碳素由植物凋落物向土壤中的輸入，因而影響了牧草的再生，而使這兩個區中的植被地上生物量低于對照區。
影響植被地上部分碳密度的另一因素就是植被的含碳量。植被地上部分的含碳量仍然呈現出輕度放牧區最高，而重度放牧區最低的特點。植被含碳量在各個區中雖然有變化，但是方差分析顯示4個區中含碳量值差異不顯著（P＞0．05）。中度放牧區地上植被的含碳量與輕度放牧區相比只下降了1．59％，而含碳量值最低的重度放牧區比輕度放牧區相比也只下降了13．82％?？梢娭脖惑w內的含碳量的變化不是很顯著，放牧對其產生的影響并不大。
2植被地下生物量及含碳量的變化分析草地生物量的80％以上集中在地下，地下生物量是土壤有機碳庫的最主要輸入源，在草地生態系統碳循環中起著關鍵作用。地下碳截存對不同放牧強度的響應是一個較緩慢的過程，與地上生物量的變化存在一定的時滯，也就是說，放牧在即時影響地上生物量的同時，在一定時間尺度內還不會影響到系統的地下碳截存。而地下根碳截存量主要取決于其根量的多少。由圖3可以看出放牧會使植物地下生物量減小，各放牧區的地下生物量均低于對照區。輕度放牧區地下生物量是對照區的88．17％，與對照區的差異不顯著（P＞0．05），中度和重度放牧區的地下生物量相差不大，分別只占對照區地下生物量的79．90％和72．20％，這兩個區與對照區的差異顯著（P＜0．05）?？梢姺拍翆χ参锏叵律锪慨a生的影響與其對地上生物量的影響不同，該影響是間接的、長效的、復雜的。輕度放牧區地上生物量較對照區高，而地下則恰好相反，這是因為放牧使光合產物分配給地上部分的總量大于地下部分，以補償地上生物量因家畜采食而降低光合效率的負面效應，這是植物為抵抗采食而長期進化形成的生長機制，但是過大的放牧強度（中度和重度放牧）對植物產生的影響較嚴重，超出其自身調節能力的范圍，必將導致地上和地下生物量的共同下降。而地下部分的含碳量為輕度放牧區最高，其次為對照區，中度與重度放牧區最低。方差分析顯示這四個區中的含碳量值差異不顯著（P＞0．05）。與地上部分相比地下部分的含碳量更穩定，含碳量相差最大的兩個區才相差1．10％。
3總植被碳密度變化由圖4我們可以看出不同放牧強度下草地植被碳密度的變化情況，其中對照區的碳密度最高達到620．3g／m2，其次為輕度放牧條件下的碳密度為506．4g／m2，中度放牧條件下的碳密度為465．1g／m2，重度放牧植被碳密度最低401．4g／m2。與對照區相比較，輕度放牧區的碳密度減少了18％，中度放牧區碳密度減少了25％，重度放牧區碳密度減少了35％?？梢钥闯觯S著放牧強度的增加，植被碳密度逐漸降低。輕度放牧有可能有利于植被的生長，而重度放牧有可能已經超出了植被自身的調節能力，而使植被碳密度降低。
討論與結論
1討論
1．1不同放牧強度對植被生物量的影響生物量是決定草地碳密度的因素之一，放牧主要通過影響草地的生物量來改變草地的碳密度。家畜的選擇采食和踐踏作用對群落的組成影響很大，對群落多樣性影響也很大。適度的采食與踐踏及適宜的采食周期，可以增加植物群落水平的多樣性，降低植物群落優勢種的競爭能力，并可創造一定的物理空隙，有助于光、水分和營養的更好利用。采食對植物群落多樣性的影響取決于采食強度、地段的地質演化特征及其氣候條件。適度放牧對草原生態系統沒有負面影響，或有積極的影響，而長期超載過牧則會使系統崩潰。
根據本實驗對短花針茅荒漠草原碳截存的研究，隨著放牧強度的增加，地上生物量總體呈遞減趨勢，但在輕度放牧條件下，植被生物量高于對照區。而地下生物量一般空間變化規律隨著土壤的深度逐漸減少。地下生物量隨不同載畜量的變化特點還有待進一步觀察研究。草場放牧必然會給草場帶來影響，如何進行放牧管理，目前世界上發達的國家都采用劃區輪牧，自由放牧對草場是有害的，主要表現在放牧強度不均勻，局部草場因過牧而退化，劃區輪牧恰恰能控制放牧強度。
1．2不同放牧強度對植被含碳量的影響決定植被生物量的另一因素是含碳量。放牧對草地植被的影響國內外學者已做了大量研究工作，取得了很多成果，但也存在許多問題。
不同的放牧強度對草地群落的結構有不同程度的破壞，過度放牧不僅造成草地層次結構不明顯，使優良牧草大幅度減少，毒害草不斷增加，而且也改變了草地土壤的理化性質，使營養物質損失；另一方面，大量積累的畜糞影響其取食，又造成草地資源的浪費，而適度放牧不但能促進牧草生長發育，提高牧草再生能力及營養價值，保持草地較高的利用率，而且保護了草地的植物多樣性，是維持群落穩定，防止草地退化，有利于草地持續利用的重要措施。通過本實驗研究，隨著放牧強度的增加，對地下含碳量的影響并不大，或者可以說放牧對地下碳截存的影響是一個較緩慢的過程，在一定時間尺度內還不會影響到系統的地下碳截存。
2結論
篇10
一、選擇題
1.干旱環境下，森林中樹木的根系比正常情況下扎得更深且分布更廣，根本原因是()
A.生態系統具有一定的自我調節能力
B.森林中植物生長旺盛
C.森林有物質和能量的流動
D.森林生態系統的穩定性高
2.要使海洋生物資源可持續利用，就必須保持海洋生態系統的動態平衡。對一個平衡的生態系統來說，下列相關敘述錯誤的是()
A.具有一定的自我調節能力
B.能量流動與物質循環保持動態平衡
C.植物與動物的數量相等
D.生物成分之間相互制約、相互協調
3.(2014·江蘇高考改編)下列關于生態系統中物質循環和能量流動的敘述，正確的是()
A.富營養化水體出現藍細菌水華的現象，可以說明能量流動的特點
B.人工魚塘生態系統中能量的來源只有太陽能
C.食物鏈各營養級中約10%的能量會被分解者利用
D.無機環境中的物質可以通過多種途徑被生物群落反復利用
4.(2014·天津高考改編)圖a、b分別為農村和城市生態系統的生物量(生命物質總量)金字塔示意圖。下列敘述正確的是()
A.兩個生態系統均存在著反饋調節機制
B.兩個生態系統的營養結構均由3個營養級組成
C.城市生態系統不具有自我調節能力
D.流經兩個生態系統的總能量均是其植物所固定的太陽能
5.有些人工林面積大，構成的樹種單一，樹木年齡和高度比較接近，樹冠密集，這種森林被稱為“綠色沙漠”。以下分析不正確的是()
A.植物種類單一，無法提供多樣的食物或棲息環境，因而動物種類也十分稀少
B.密集的樹冠遮擋了陽光，使林下缺乏灌木層和地表植被，群落結構簡單
C.營養結構簡單，食物鏈短，生態系統的穩態容易維持
D.生物多樣性水平低，缺少天敵對蟲害的控制，易爆發蟲害
6.環境問題是全世界人民密切關注的問題，以低能耗、低污染、低排放為基礎的低碳經濟模式越來越成為促進國家經濟持續增長和可持續發展的重要經濟模式。下列說法正確的是()
A.煤、石油和天然氣的大量燃燒，致使大氣中的CO2急劇增加
B.大氣中CO2進入生物群落的方式只能是植物的光合作用
C.生物群落中的碳元素進入大氣的方式只能是微生物的分解作用
D.大力植樹造林是緩解溫室效應的方法
7.下面為碳循環示意圖，甲、乙、丙表示生態系統中的三種成分，下列敘述正確的是()
A.碳循環是指二氧化碳在甲與丙之間不斷循環的過程
B.乙在該生態系統中均處于第二營養級
C.甲、乙、丙共同組成生態系統
D.生物X可能不具有細胞核，生物Y可能含有線粒體
8.下面為某生態系統的部分物質循環簡圖，其中M表示非生物的物質和能量。相關敘述正確的是()
A.若M表示大氣中的CO2，則碳元素在圖中④過程中是以有機物形式傳遞的
B.從圖中我們可以看出能量伴隨著物質循環而循環
C.若M表示大氣中的CO2，則碳元素可在生物群落中反復循環利用
D.若M表示無機環境中的能量，則①的能量值為②與③對應的能量值之和
9.下面是利用人工濕地凈化生活污水的原理簡圖。下列說法正確的是()
A.該生態系統中的所有生物構成了一個生物群落
B.流入該生態系統的總能量是生產者固定的太陽能
C.由于生態系統具有自我調節能力，故該濕地可以處理大量的污水
D.增加該濕地中生物種類可提高能量傳遞效率
10.動物生態學家對林區周邊區域進行了4種經濟動物的調查，結果如下表：區域種群
物種一 二 三 四 五 A A1 A3 A5 B B2 B3 B4 C C1 C2 C3 D D1 D2 D3 D5
根據表中信息，有關敘述錯誤的是()
A.被調查的4種動物中，分布最廣的是物種D
B.A1、A3、A5之間可能存在地理障礙，不存在生殖隔離
C.如果各物種存在著食物關系，且物種A處于營養級，那么各動物之間的食物關系是BDCA
D.如果選一區域，用標志重捕法調查4種經濟動物的種群密度，選取第三號區域
11.下面為某生態系統的物質和能量流向示意圖(能量傳遞效率按10%計算)。下列有關敘述正確的是()
A.X1過程的完成必須依賴一種具有雙層膜結構的細胞器
B.X1過程吸收的CO2總量與Y1、Y2、Y3……及Z過程釋放的CO2總量相等
C.當該生態系統處于相對穩定狀態時，X3過程的能量值約為X1過程能量值的1%
D.Z1、Z2、Z3……過程提供的有機物中的碳將全部轉變為Z過程釋放的CO2中的碳
12.下圖一為科學家提供的大氣中近40年每月平均二氧化碳濃度圖，圖乙為碳元素在生態系統中循環的模式圖，“甲、乙、丙”表示生態系統的生物成分，“a～g”表示生理過程。下列相關敘述中，正確的是()
A.圖一所示CO2濃度逐年升高，主要原因是植物被破壞，使CO2的消耗減少
B.圖二中c過程代表光合作用，f過程代表微生物的呼吸作用
C.圖二中甲代表的營養級在生態系統的食物鏈中占有的碳元素最多
D.圖二中丙所代表的生物的細胞內沒有成形的細胞核
二、非選擇題
13.(2014·全國卷Ⅱ)某陸地生態系統中，除分解者外，僅有甲、乙、丙、丁、戊5個種群。調查得知，該生態系統有4個營養級，營養級之間的能量傳遞效率為10%～20%，且每個種群只處于一個營養級。一年內輸入各種群的能量數值如下表所示，表中能量數值的單位相同。
種群 甲 乙 丙 丁 戊 能量 3.56 12.80 10.30 0.48 226.50 回答下列問題：
(1)請畫出該生態系統中的食物網。
(2)甲和乙的種間關系是________;種群丁是該生態系統生物組分中的________。
(3)一般來說，生態系統的主要功能包括__________________、____________，此外還具有信息傳遞等功能。碳對生物和生態系統具有重要意義，碳在________和________之間的循環主要以CO2的形式進行。
14.(2014·江蘇高考)機場飛行跑道及場內小路旁多是大片草地，有多種動物棲息。下圖是某機場生態系統食物網的主要部分。
請回答下列問題：
(1)此食物網中，小型猛禽分別處于________營養級。
(2)機場內的小鳥初遇稻草人十分驚恐，這種反應屬于________反射。
(3)為了進一步驅鳥，某機場先鏟除原有雜草，而后引種了蟲和鳥都不愛吃的“驅鳥草”，機場內小鳥大為減少。以后“驅鳥草”逐漸被雜草“扼殺”，這種生物群落的變化過程屬于________演替。
15.圖1是某人工濕地生態系統的碳循環圖解，其中的生物主要有荷花(挺水植物)、綠藻(浮游植物)、黑藻(沉水植物)、輪蟲等浮游動物以及人工放養的魚和鴨等。圖2是該系統中能量流經初級消費者的示意圖。請據圖回答問題：
(1)被稱作該人工濕地生態系統“基石”的生物有：_________________________，它們在空間的配置情況體現了群落的________結構，提高了光能的利用率?！叭斯竦亍眱艋鬯淖饔檬峭ㄟ^不同類型的水生植物和______________的共同作用實現的;當過量的污水進入該人工濕地時，該人工生態系統將遭到破壞，這說明生態系統的________________是有一定限度的。
(2)請在圖1中用恰當的箭頭和文字補充完成該人工濕地公園的碳循環圖解。
(3)該人工濕地公園的能量來源包括________________________。若圖2中A表示初級消費者的攝入量，那么，D表示________________________________。
1.選A 干旱條件下植物的根扎得深、分布廣，才能保持水分的正常吸收，抵抗外界惡劣的環境，說明森林生態系統具有一定的自我調節能力。
2.選C 生態系統平衡時，植物與動物數量不一定相等。
3.選D 富營養化水體出現藍細菌水華是大量有機污物排到江湖中導致藻類大量繁殖引起的，不能說明能量流動的特點;人工生態系統的能源來源部分為太陽能，也可源自人為添加的魚飼料。生態系統中能量流動是單向遞減的，其傳遞效率是10%，即10%的能量被下一營養級所同化。生態系統的物質循環帶有全球性和循環往復性，因此無機環境中的物質可以通過多種途徑如光合作用、根的吸收進入生物群落被生物利用。
4.選A 反饋普遍存在于生態系統中，通過負反饋可調節生物種間關系，以維持生態系統的穩定;營養級是指不同的生物種群，而圖a和b中的動、植物的種類不確定，無法判斷兩圖中有幾個營養級;城市生態系統也具有一定的穩定性，具有自我調節能力;圖b中人的數量明顯多于植物的量，應有外界能量流入。
5.選C 題干信息“樹種單一”說明植物種類少，無法提供多樣的食物或棲息環境，因而動物種類也十分稀少;“樹冠密集”遮擋光照，使林下缺乏灌木層和地表植被，群落結構簡單;營養結構簡單，食物鏈短，生態系統的穩態容易被破壞。
6.選A 近代工業的迅速發展，導致化石燃料大量燃燒，打破了生物圈中碳循環的平衡，因此減緩溫室效應的重要措施是減少化石燃料的燃燒。光合作用和化能合成作用都能夠固定大氣中的CO2。動植物的呼吸作用和微生物的分解作用都能釋放CO2。
7.選D 圖中甲為生產者，X可為沒有葉綠體但能進行光合作用的生物。乙為消費者;丙為分解者，Y可為營腐生生活的真菌等，真菌含有線粒體等細胞器。碳循環是指碳元素在生物群落與無機環境之間的循環。乙中包括各種消費者，可處于不同的營養級。甲、乙、丙共同形成生物群落。
8.選A 碳在生物群落內部是以有機物的形式傳遞的，圖中④表示捕食關系。能量是單向流動的，不能循環利用。碳在無機環境和生物群落之間反復循環利用，而不是在群落內反復利用。①表示生產者固定的總能量，除包括②③外，還包含消費者通過呼吸作用散失的能量。
9.選A 流入該生態系統的總能量是生產者固定的太陽能及生活污水中的化學能;生態系統的自我調節能力有限，若排入的污水超過其調節能力范圍，則該濕地不能進行處理;增加濕地中生物種類不能提高該生態系統的能量傳遞效率。
10.選C 從表中信息可知，D物種分布的區域最廣;由于A1、A3、A5處于三個不同的區域且屬于同一物種，所以可能存在地理障礙，不存在生殖隔離;從第五號區域動物的分布能確定A與D之間應存在捕食關系;只有第三號區域內有4種經濟動物，所以選擇第三號區域調查四種動物的種群密度。
11.選C 圖示X1表示光合作用固定CO2的過程，參與的生物可能是綠色植物或原核生物藍細菌等，藍細菌等原核生物沒有葉綠體。X2、X3等表示動物通過攝食同化有機物的過程，Y1、Y2等表示生產者和消費者通過呼吸作用釋放CO2的過程，Z表示分解者的分解作用。一般情況下，X1過程固定的CO2總量大于Y和Z過程釋放的CO2總量，因為還有一部分有機物未被利用。Z1、Z2、Z3……過程提供的有機物中的碳還有一部分轉化為分解者自身的有機物。當生態系統達到相對穩定時，X3=X1×10%×10%。
12.選C 圖一中CO2濃度逐年升高主要是由化學燃料的燃燒造成的; 圖二中甲是生產者，乙是消費者，丙是分解者，丁是無機環境中的CO2庫，c過程為消費者的呼吸作用，f過程為分解者的呼吸作用;甲是生態系統的第一營養級，固定的有機物中的能量是流經生態系統的總能量，因此占有的碳元素最多;丙是分解者，其中有真核生物也有原核生物，真核生物有成形的細胞核。
13.解析：(1)根據“營養級之間的能量傳遞效率為10%～20%”可知，戊中能量最多，處于第一營養級，乙和丙中能量相差不多，都處于第二營養級，甲處于第三營養級，丁處于第四營養級，因此可得出該生態系統中的食物網。(2)根據(1)中的食物網簡圖可以看出甲和乙之間的關系為捕食，戊是生產者，而甲、乙、丙和丁都為消費者。(3)生態系統的主要功能是能量流動、物質循環和信息傳遞。碳在無機環境和生物群落之間是以CO2的形式進行循環的。
答案：(1) (2)捕食 消費者(其他合理答案也可) (3)物質循環 能量流動 生物群落 無機環境(其他合理答案也可)
14.解析：(1)食物鏈的起點是草，本食物網中小型猛禽分別位于第三、四、五營養級。(2)小鳥初遇稻草人十分驚恐，是后天習得的，屬于條件反射。(3)驅鳥草逐漸被雜草“扼殺”，出現新的優勢種，這是在已有生物生長的地方發生的演替，屬于次生演替。
答案：(1)第三、第四、第五 (2)條件 (3)次生
15.(1)生態系統的基石是生產者：荷花、綠藻、黑藻。挺水植物、浮游植物、沉水植物是垂直方向上的分布，為垂直結構。 微生物和生產者都可以凈化污水。過度污染，生態系統將遭到破壞，因為生態系統的自我調節能力是有限的。(2)注意無機環境和生產者之間是雙向箭頭。(3)人工濕地公園的能量可來源于生產者固定的太陽能，也
可來自生活污水。A表示攝入量，那么，B應為同化量，D為細胞呼吸消耗量。
答案：(1)荷花、綠藻、黑藻 垂直結構 微生物