土壤氮转化过程对环境的适应性

土壤氮转化过程对环境的适应性

蔡祖聪

土壤与农业可持续发展国家重点实验室；中国科学院南京土壤研究所；江苏南京市北京东路71

号；210008

施用氮肥是提高作物产量、保证粮食安全必不可少的措施。从1995年到2005年的十年间，世界化肥氮生产量从100百万吨增加到121百万吨(Galloway et al., 2008)。如同人类大量利用矿质能源、开垦土地等造成大气CO2浓度持续升高，引发全球变暖的环境问题那样，氮肥施用量的持续增加导致的环境问题也已经成为全球性的问题。

氮是植物的必需元素。对于非豆科植物，主要依靠吸收土壤中的氮作为维持生理活动、合成氨基酸和蛋白质。但是，可以被非豆科植物吸收利用的活性氮（Nr）并不是土壤的原始成分，它是在土壤发育过程逐渐积累起来的。有机氮是土壤积累的活性氮的最主要形态，一般占土壤氮的95%以上。土壤保持有机氮的能力远远于大保持无机氮的能力。由于植物一般只能吸收利用土壤中的无机氮，所以，有机氮只有通过矿化转化成为无机氮以后才能被植物吸收。土壤保持不同形态的无机氮（主要为铵态氮和硝态氮）的能力受环境条件，特别是水分条件的影响。为了将无机氮保持在土壤中，在不同的环境条件下，土壤通过调节氮在不同形态之间的转化速率，将无机氮保持在可被土壤保持的形态。但是，人类活动极大地干扰了土壤保持无机氮的策略，使土壤保持无机氮的能力下降，向环境扩散增加。所以，人类活动导致的环境氮污染，不仅是由于活性氮消耗量增加，而且也是由于人类活动对土壤保氮策略的干扰。前者已经受到高度的关注，但对后者的研究还极其有限。

Climate Change Adaptation for Conservation of

Freshwater Ecosystems

Jamie PITTOCK

WWF Research Associate; Fenner School for Environment & Society, Australian National University;

James Pittock Consulting

Freshwater ecosystems are at the centre of the crisis in biodiversity loss, for reasons that mostly exclude climate change. For instance, the 2005 Millennium Ecosystem

Assessment describe freshwater:

z Ecosystems as having the “highest proportion of species threatened with extinction”;

z Water use “ is now well beyond levels that can be sustained even at current demands”; and

z Being ecosystems where “important gaps in the distribution of protected areas remain.”

Our governments have made many multilateral agreements for a better world that impact on freshwater and to be achieved require major changes in water management. These promises are to:

z Prevent “dangerous” climate change (UN Framework Convention on Climate Change);

z“Significantly reduce the rate of loss of biodiversity by 2010” (World Summit on Sustainable Development & Convention on Biological Diversity);

z Halve the number of people without adequate access to water, sanitation, food and energy by 2015 (UN Millennium Development Goals & World Summit on Sustainable Development);

z National “Integrated Water Resources Management” Plans (commenced) by 2005 (World Summit on Sustainable Development).

土壤有机碳转化及其环境效应

丁维新

中国科学院南京土壤研究所；江苏南京市北京东路71号；210008

摘要：土壤有机碳的转化和固定是全球碳循环的重要组成部分和关键节点之一。对封丘潮土研究结果表明，土壤呼吸存在着明显的季节性变化，这种季节性变化主要受土壤水分和温度影响，潮土呼吸最佳水分含量在70%WFPS左右，过高的水分含量将抑制CO2产生和排放。温度对土壤呼吸的影响比水分更加明显，可以解释44-57%的季节性变化。土壤呼吸的温度效应系数（Q10），裸地土壤为1.90-2.12，种植玉米的土壤为2.33-3.04，而根际呼吸达到3.63-8.35，根际呼吸对温度的响应强于土壤基础呼吸。氮肥施用既可以促进也可以抑制土壤呼吸，可能取决于土壤潜在氮素供应能力。当土壤有机碳分解释放的氮素能够基本满足作物生长需要时，氮肥可以抑制土壤呼吸；相反当土壤氮素供应能力较低时，氮

肥施用将提高土壤呼吸。但是在这两种情况下，氮肥施用究竟如何影响土壤基础呼吸和土壤碳平衡，有待进一步明确。外源有机物质进入土壤后遭受微生物等的分解，最终以CO2的形式返回到大气中，从现有研究发现来看，土壤有机碳的可分解性主要取决于与无机组分的结合和受保护程度，而不是有机物的结构。土壤矿物的多寡可能决定了土壤固定有机碳的潜力和可分解性。

关键词：土壤呼吸，温度效应系数，有机碳转化，矿物

中国区域气候变化研究中的若干进展和问题

任国玉

中国气象局气候研究开放试验室；北京；100081

摘要：总结了过去10年中国区域气候变化研究所获得的主要成果，指出了一些关键的科学问题。尽管中国的气候变化在某些方面与全球气候变化表现出显著的不同，但总的趋势还是基本一致的。在全球变暖的大背景下，过去100年中国年平均气温总体来说显著升高了。过去50-100年中国降水的变化不很明显，但也可以看出自1956年以来呈微弱的上升趋势。过去20年中国东部地区的空间降水型式发生了显著的变化，表现为北干南湿型，即北方降水减少，南方降水增多。在一些地区极端天气和气候事件的频率和强度也发生了显著的变化。一些研究表明，CO2浓度的增加是造成气候变暖的罪魁祸首。利用全球和区域气候模式对21世纪气候变化趋势预估研究表明，在未来20-100年间，中国大部分地区地表气温还会继续升高，降水也会有所增加。然而，气候变化研究领域还有很多关键问题存在很大的不确定性，需要在未来的研究中认真对待。这些不确定性包括：气候序列的非均一性问题、地表气温序列中城市化的影响、高分辨率古气候代用资料的短缺、对很多区域气候过程及其反馈过程认识不足，用于气候变化检测的气候模式还很不成熟。

关键词：气候变化；温度；降水；蒸发；中国；东亚