中国农学通报 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (29): 46-53.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2025-0372
吴月颖1(), 王宏1(
), 姚莉1, 张奇1, 林超文1, 苏光燕2, 刘定辉1
收稿日期:
2025-05-06
修回日期:
2025-09-16
出版日期:
2025-10-22
发布日期:
2025-10-22
通讯作者:
作者简介:
吴月颖,女,1995年出生,四川德阳人,硕士研究生,研究方向:土壤污染和修复。通信地址:610066 四川省成都市锦江区狮子山路4号 四川省成都市锦江区四川省农业科学院农业资源与环境研究所,Tel:028-84790328,E-mail:wuyuey08@163.com。
基金资助:
WU Yueying1(), WANG Hong1(
), YAO Li1, ZHANG Qi1, LIN Chaowen1, SU Guangyan2, LIU Dinghui1
Received:
2025-05-06
Revised:
2025-09-16
Published:
2025-10-22
Online:
2025-10-22
摘要:
作为耕地资源的关键组成部分,坡耕地是山丘区域农业生产的基础资源。尤其在中国中西部山丘地带,坡耕地在区域耕地布局结构中占据着较大比例。坡耕地受限于该区域特有的自然地理条件与相对滞后的农事耕作技术水平,已成为水土侵蚀强度最高、农业面源污染物迁移风险最大的土地利用类型之一。本研究论述了坡耕地土壤有机碳(SOC)的损失影响因素,分别从环境因素和人为因素进行了阐述,其中环境因素主要包括水蚀、风蚀、冻融侵蚀及其相互作用侵蚀,而人为因素主要是耕作、施肥、灌溉等。基于坡耕地水土流失导致有机碳损失,从坡耕地碳汇/碳减排角度出发,分别从耕作、施肥、灌溉、秸秆覆盖、生物炭施用等农艺措施进行改进,从而改变坡面特性、减少地表径流、提高土壤质量以及增加作物产量。最后,归纳总结了土壤碳库储量、碳汇算法方面的研究进展,旨在为未来水土流失影响下坡耕地SOC汇的核算凝聚共识并确立相应方法。
吴月颖, 王宏, 姚莉, 张奇, 林超文, 苏光燕, 刘定辉. 坡耕地碳减排增汇技术及核算方法研究进展与展望[J]. 中国农学通报, 2025, 41(29): 46-53.
WU Yueying, WANG Hong, YAO Li, ZHANG Qi, LIN Chaowen, SU Guangyan, LIU Dinghui. Research Progress of Slope Farmland Carbon Emission Reduction and Sink Increment Technology and Accounting Method[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2025, 41(29): 46-53.
[1] |
蔡亚楠, 鞠正山, 黄勤, 等. SOC汇内涵与核算方法辨析[J]. 生态学报, 2024, 44(2):602-611.
|
[2] |
Lal. Soil carbon sequestration impacts on global climate change and food security[J]. Science, 2004, 304:1623-1627.
doi: 10.1126/science.1097396 pmid: 15192216 |
[3] |
杨长明, 欧阳竹, 杨林章, 等. 农业土地利用方式对华北平原SOC组分和团聚体稳定性的影响[J]. 生态学报, 2006, 26(12):4148-4155.
|
[4] |
郭天雷, 史东梅, 卢阳, 等. 几种保护措施对紫色丘陵区坡耕地土壤团聚体结构及有机碳的影响[J]. 水土保持通报, 2017, 31(2):197-203.
|
[5] |
史东梅, 蒋光毅, 蒋平, 等. 土壤侵蚀因素对紫色土丘陵区坡耕地耕层土壤质量影响[J]. 农业工程学报, 2017, 33(13):270-279.
|
[6] |
王谢, 杨琴, 刘禹池, 等. 中国西南地区旱坡地碳减排研究进展与展望[J]. 作物学报, 2024, 50(7):1635-1646.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2024.32029 |
[7] |
曹文洪, 张晓明, 张永娥, 等. 水土保持碳汇内涵与测算方法[J]. 中国水土保持科学, 2024, 22(1):1-11.
|
[8] |
张晋科, 张凤荣, 张琳, 等. 中国耕地的粮食生产能力与粮食产量对比研究[J]. 中国农业科学, 2006, 39(11):2278-2285.
|
[9] |
赵永华, 刘晓静, 奥勇. 陕西省耕地资源变化及耕地压力指数分析与预测[J]. 农业工程学报, 2013, 29(11):217-223.
|
[10] |
|
[11] |
|
[12] |
魏守才. 水土流失对黑土坡耕地SOC的影响[D]. 北京: 中科院大学, 2015.
|
[13] |
贾松伟. 黄土丘陵区不同坡度下SOC流失规律研究[J]. 水土保持研究, 2009, 16(2):30-33.
|
[14] |
何淑勤, 宫渊波, 武万华, 等. 不同坡度下玉米生长期紫色土坡面径流及其可溶性有机碳流失特征[J]. 水土保持学报, 2019, 33(1):91-97.
|
[15] |
安龙龙, 郑子成, 王永东, 等. 耕作措施对玉米生长期黄壤坡耕地径流及可溶性有机碳流失的影响[J]. 水土保持学报, 2022, 36(5):75-89.
|
[16] |
李雪亮, 张晴雯, 李孟妮, 等. 黑土长缓坡地形与横垄对SOC空间分异的交互作用[J]. 农业工程学报, 2024, 40(3):103-113.
|
[17] |
何舢, 韩少杰, 王丹彤, 等. 典型黑土区坡耕地表层土壤活性有机碳变化特征[J]. 森林工程, 2024, 40(2):85-91.
|
[18] |
吴晋霞, 陈奇伯, 王克勤, 等. 滇中高原不同植被的蓄水保土效应及SOC的影响[J]. 西北农林科技大学学报, 2015, 43(4):141-147.
|
[19] |
陈渭南, 董光荣, 董治宝. 中国北方土壤风蚀问题研究的进展与趋势[J]. 地球科学进展, 1994(5):6-12.
|
[20] |
|
[21] |
|
[22] |
|
[23] |
王紫颖, 谷思玉, 车延静. 东北风蚀区不同土地利用方式下SOC组分及其稳定性[J]. 应用生态学报, 2024, 35(7):1815-1824.
doi: 10.13287/j.1001-9332.202407.012 |
[24] |
赵显波. 黑土地坡耕地冻融过程中水热及营养盐分布实验与分析[D]. 大连: 大连理工大学, 2019.
|
[25] |
邓鑫欣, 张加琼, 杨明义, 等. 黄土高原水蚀风蚀交错带坡耕地土壤风蚀特征[J]. 水土保持研究, 2019, 26(3):1-6.
|
[26] |
郑粉莉, 张加琼, 刘刚, 等. 东北黑土区坡耕地土壤侵蚀特征与多营力复合侵蚀的研究重点[J]. 水土保持通报, 2019, 39(4):314-319.
|
[27] |
郑洪兵, 郑金玉, 罗洋, 等. 长期不同耕作方式下的土壤硬度变化特征[J]. 农业工程学报, 2015, 31(9):63-70.
|
[28] |
李玉洁, 王慧, 赵建宁, 等. 耕作方式对农田土壤理化性质和生物学特性的影响[J]. 应用生态学报, 2015, 26(3):939-948.
|
[29] |
谢红军, 张仁陟, 李玲玲, 等. 耕作方法对黄土高原旱作玉米产量和土壤水温特性的影响[J]. 中国生态农业学报, 2015, 23(11):1384-1393.
|
[30] |
陈娟, 马忠明, 刘莉莉, 等. 不同耕作方式对SOC、微生物量及酶活性的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2016, 22(3):667-675.
|
[31] |
付国占, 李潮海, 王俊忠, 等. 残茬覆盖与耕作方式对土壤形状及夏玉米水分利用效率的影响[J]. 农业工程学报, 2005, 21(1):52-56.
|
[32] |
宫亮, 孙文涛, 包红静, 等. 不同耕作方式对土壤水分及玉米生长发育的影响[J]. 玉米科学, 2011, 19(3):118-120.
|
[33] |
|
[34] |
|
[35] |
|
[36] |
程富东, 戴全厚. 喀斯特坡耕地微地貌土壤养分空间变异性研究[J]. 中国水土保持, 2016(1):51-53.
|
[37] |
袁应飞, 戴全厚, 李昌兰, 等. 喀斯特典型坡耕地模拟降雨条件下的土壤侵蚀响应[J]. 水土保持学报, 2016, 30(3):24-28.
|
[38] |
|
[39] |
郑存德. 土壤物理性质对玉米生长影响及高产农田土壤物理特征研究[D]. 沈阳: 沈阳农业大学, 2012.
|
[40] |
刘中良, 宇万太, 周桦, 等. 不同有机厩肥输入量对土壤团聚体有机碳组分的影响[J]. 土壤学报, 2011, 48(6):1149-1157.
|
[41] |
王阳. 长期施用化肥对土壤有机质含量及其组成的影响[D]. 长春: 吉林农业大学, 2015.
|
[42] |
|
[43] |
|
[44] |
高义民, 同延安, 胡正义, 等. 黄土区村级农田土壤养分空间变异特征研究[J]. 土壤通报, 2006, 37(1):1-6.
|
[45] |
肖波, 王庆海, 尧水红, 等. 黄土高原东北缘退耕坡地土壤养分和容重空间变异特征研究[J]. 水土保持学报, 2009, 23(3):92-96.
|
[46] |
任立军, 李金, 邹洪涛, 等. 生物有机肥配施化肥对设施土壤养分含量及团聚体分布的影响[J]. 土壤, 2023, 55(4):756-763.
|
[47] |
刘金山, 戴健, 刘洋, 等. 过量施氮对旱地土壤碳、氮及供氮能力的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2015, 21(1):112-120.
|
[48] |
赵赛东. 不同水土保持措施对黑土坡耕地土壤侵蚀及肥力的影响[D]. 哈尔滨: 东北农业大学, 2015.
|
[49] |
李倩, 李晓秀, 吴会军, 等. 不同气候和施肥条件下保护性耕作对农田土壤碳氮储量的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2018, 24(6):1539-1549.
|
[50] |
朱勇, 李建业, 张程远, 等. 长期保护性耕作对坡耕地黑土有机碳组分的影响[J]. 农业工程学报, 2023, 39(10):103-111.
|
[51] |
张作合, 张忠学, 薛里, 等. 水土保持耕作对黑土坡耕地玉米田土壤碳平衡的影响[J]. 农业机械学报, 2024, 56(2):454-462.
|
[52] |
蒋光毅, 史东梅, 卢喜平, 等. 紫色土坡地不同种植模式下径流及养分流失[J]. 水土保持学报, 2004, 18(5):54-58.
|
[53] |
廖晓勇, 罗承德, 陈治谏, 等. 三峡库区坡耕地粮经果复合垄作对土壤水分特征的影响[J]. 干旱地区农业研究, 2008, 26(5):75-79.
|
[54] |
刘仲宽, 曹卫东, 秦文利, 等. 玉米-紫花苜蓿间作模式与效应研究[J]. 草业学报, 2009, 18(6):158-163.
|
[55] |
李志贤, 王建武, 杨文亭, 等. 广东省甜玉米/大豆间作模式的效益分析[J]. 中国生态农业学报, 2010, 18(3):627-631.
|
[56] |
吴科生, 宋尚有, 李隆, 等. 氮肥和接种根瘤菌对豌豆玉米间作产量和水分利用效率的影响[J]. 中国生态农业学报, 2014, 22(11):1274-1280.
|
[57] |
杨春怀, 李永梅, 李孝梅, 等. 不同种植模式对坡耕地红壤有机碳氮组分的影响[J]. 中国土壤与肥料, 2024(5):17-23.
|
[58] |
张岳芳, 孙国峰, 周炜, 等. 保护性耕作对南方稻麦两熟高产农田土壤碳库特性的影响[J]. 西南农业学报, 2015, 28(3):1155-1160.
|
[59] |
|
[60] |
杨昕, 王克勤, 宋娅丽, 等. 施用土壤改良剂对坡耕地烤烟SOC及其组分的影响[J]. 土壤, 2023, 55(1):178-186.
|
[61] |
王根林, 段衍, 刘峥宇, 等. 低山丘陵坡耕地秸秆覆盖轮耕对土壤水热及碳氮库的影响[J]. 土壤学报, 2023, 60(4):1058-1065.
|
[62] |
何丙辉, 陈晶晶, 向明辉, 等. 不同生长年限的植物篱对坡耕地紫色土土壤侵蚀和土壤有机质的影响[J]. 三峡生态环境监测, 2016, 1(1):36-44.
|
[63] |
郭云周. 不同农艺措施对云南坡耕地水土保持的影响[D]. 北京: 中国农业大学, 2005.
|
[64] |
刘博杰, 张路, 逯非, 等. 中国退耕还林工程温室气体排放与净固碳量[J]. 应用生态学报, 2016, 27(6):1693-1707.
doi: 10.13287/j.1001-9332.201606.004 |
[65] |
徐创军, 杨立中, 唐家良, 等. 紫色土坡地不同种植模式生态经济效益综合评价[J]. 中国生态农业学报, 2008, 16(1):196-199.
|
[66] |
王来, 高鹏翔, 刘滨, 等. 农田向农林复合系统转变过程中土壤物理性质的变化[J]. 应用生态学报, 2017, 28(1):96-104.
|
[67] |
曹明, 朱启林, 汤水荣, 等. 添加秸秆及其生物质炭对淹水条件下砖红壤N2O和CH4排放的影响[J]. 土壤通报, 2021, 52(4):895-902.
|
[68] |
鲁泽让, 李永梅, 杨春怀, 等. 连续周年轮作休耕对土壤团聚体稳定性及有机碳的影响[J]. 环境科学, 2024, 45(3):1644-1654.
|
[69] |
魏孝荣, 邵明安. 黄土高原沟壑区小流域坡地土壤养分分布特征[J]. 生态学报, 2007, 27(2):603-612.
|
[70] |
任艳芳, 何俊瑜, 张艳超, 等. 贵州省开阳茶园土壤养分状况与肥力质量评价[J]. 土壤, 2016, 48(4):668-674.
|
[71] |
侯淑涛, 王语檬, 张琪, 等. 基于耕地质量评价的县域基本农田分区研究[J]. 东北农业大学学报, 2014(10):107-113.
|
[72] |
何甜甜, 王静, 符云鹏, 等. 等碳量添加秸秆和生物炭对土壤呼吸及微生物量碳氮的影响[J]. 环境科学, 2021, 42(1):450-458.
|
[73] |
秦大河, 罗勇, 陈振林, 等. 气候变化科学的最新进展:IPCC第四次评估综合报告解析[J]. 气候变化研究进展, 2007(6):311-314.
|
[74] |
|
[75] |
谯祖勤, 杨浩然, 彭星运, 等. 腐植酸对土壤固碳减排效应的应用研究进展[J]. 腐植酸, 2023(3):1-8.
|
[76] |
范亚琳, 刘贤赵, 高磊, 等. 不同培肥措施对红壤坡耕地SOC流失的影响[J]. 土壤学报, 2019, 56(3):638-648.
|
[77] |
白怡静, 刘彦伶, 李渝, 等. 长期不同施肥和耕作对坡耕地黄壤团聚体组成及有机碳的影响[J]. 中国水土保持科学, 2021, 19(2):52-60.
|
[78] |
王珮环, 张晴雯, 石玉龙, 等. 秸秆覆盖和配施有机肥对侵蚀坡耕地土壤胞外酶化学计量特征的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2023, 29(3):459-471.
|
[79] |
刘晶晶, 张阿凤, 冯浩, 等. 不同灌溉量对小麦-玉米轮作农田生态系统净碳汇的影响[J]. 应用生态学报, 2017(1):174-184.
|
[80] |
|
[81] |
|
[82] |
|
[83] |
谢海宽, 李贵春, 徐驰, 等. 不同灌溉方式对设施菜地N2O排放的影响及其年际差异[J]. 农业环境科学学报, 2018, 37(4):825-832.
|
[84] |
李晓明, 王安建, 于汶加. 基于能源需求理论的全球CO2排放趋势分析[J]. 地球学报, 2010, 31(5):741-748.
|
[85] |
pmid: 17706849 |
[86] |
|
[87] |
|
[88] |
王浩成, 杨滨娟, 梁效贵, 等. 中国农田SOC库及其影响因素研究述评[J]. 生态科学, 2024, 43(2):260-270.
|
[89] |
|
[90] |
|
[91] |
张鲜鲜, 周胜, 孙会峰, 等. DNDC模型在稻田生态系统中的研究进展与应用[J]. 上海农业学报, 2019, 35(1):109-117.
|
[92] |
于智媛, 梁书民. 基于Miami模型的西北干旱半干旱地区灌溉用水效果评价——以甘宁蒙为例[J]. 干旱区资源与环境, 2017, 31(9):49-55.
|
[93] |
张伟. 广州市土地利用碳排放核算及影响因素研究[D]. 广州: 华南农业大学, 2016.
|
[94] |
|
[95] |
|
[96] |
王祖华, 刘红梅, 王晓杰, 等. 经营措施对森林生态系统碳储量影响的研究进展[J]. 西北农林科技大学学报, 2011, 39(1):83-88.
|
[97] |
许凯凯, 王宏, 李晓兵, 等. 基于holdridge生命地带模型的欧亚温带草原东缘生态样带植被格局变化研究[J]. 北京师范大学学报, 2015, 51(s1):44-48.
|
[98] |
胡永浩, 张昆扬, 胡南燕, 等. 中国农业碳排放测算研究综述[J]. 中国生态农业学报, 2023, 31(2):163-176.
|
[1] | 王建伟, 李东晓, 王红光, 李浩然, 王千一, 张明哲, 李瑞奇. 中国典型农业生态系统的固碳减排现状、影响因素及减排措施[J]. 中国农学通报, 2024, 40(6): 67-74. |
[2] | 刘金芳, 杨创业, 邓岳文, 王庆恒. 2016—2020年广东省海水养殖贝类碳汇能力评估[J]. 中国农学通报, 2024, 40(5): 153-158. |
[3] | 热伊罕古丽·喀迪尔, 周一诺, 张艺, 张梓硙, 邢如平, 马新, 许冲, 刘文利, 吴景贵, 李建明. 施用不同畜禽粪对黑土区坡耕地土壤物理性质影响的差异性[J]. 中国农学通报, 2024, 40(35): 89-98. |
[4] | 桂意云, 李海碧, 韦金菊, 祝开, 周会, 刘昔辉. 生物炭在甘蔗上的应用研究综述[J]. 中国农学通报, 2024, 40(25): 18-23. |
[5] | 闫守刚, 李晓东, 刘志民. 中国东北黑土区土壤复合侵蚀研究进展与展望[J]. 中国农学通报, 2024, 40(15): 96-101. |
[6] | 王国重, 李中原, 张继宇, 杨丹, 罗清元, 卢圆章. 小流域水沙污协同治理协调度评估——以颍河源区为例[J]. 中国农学通报, 2023, 39(9): 57-62. |
[7] | 张道贵,许俊,祝平建,冯正华,何滔. 狭叶方竹陡坡耕地造林试验初报[J]. 中国农学通报, 2018, 34(7): 36-42. |
[8] | 陈科皓,韩霁昌. 砒砂岩研究进展及利用前景[J]. 中国农学通报, 2016, 32(17): 72-77. |
[9] | 李昌兰,戴全厚,程富东. 喀斯特坡耕地不同微地貌土壤养分效应[J]. 中国农学通报, 2015, 31(14): 219-225. |
[10] | 罗兴录,樊吴静,杨鑫. 不同作物种植垦作对水土流失影响研究[J]. 中国农学通报, 2014, 30(36): 232-236. |
[11] | 马璠,王健,张鹏辉,蔡进军,董立国,王月玲. 干湿交替处理对土壤抗冲性的影响试验研究[J]. 中国农学通报, 2014, 30(35): 178-184. |
[12] | 周丽娜,李鹏,雷金银,赵营. 覆膜方式对坡耕地春玉米产量、土壤水分和养分的影响[J]. 中国农学通报, 2014, 30(33): 20-25. |
[13] | 蔡丽平 刘明新 侯晓龙 吴鹏飞 陈苏英. 长汀强度水土流失区不同治理模式恢复效果的灰色关联分析[J]. 中国农学通报, 2014, 30(1): 85-92. |
[14] | 张辉 王宇飞 张爽 王丽 王玉刚. 辽北低山丘陵区坡耕地土壤侵蚀作用效果研究[J]. 中国农学通报, 2010, 26(20): 309-312. |
[15] | 罗绪强,,王世杰,张桂玲,王程媛,. 喀斯特石漠化过程中土壤颗粒组成的空间分异特征[J]. 中国农学通报, 2009, 25(12): 227-233. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||