中国沿海地区农田生态系统部分碳源%2f汇时空差异.pdf

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1、生态与农村环境学报2 0 0 7，2 3(2)：1 6，1 1J o u r n a lo fE c o l o g ya n dR u r a lE n v i r o n m e n t中国沿海地区农田生态系统部分碳源汇时空差异赵荣钦1，秦明周2(1 华北水利水电学院资源与环境学院，河南郑州4 5 0 0 1 1；2 河南大学环境与规划学院，河南开封4 7 5 0 0 1)摘要：运用1 9 8 1-2 0 0 1 年作物产量、农业投入等统计数据，对沿海1 0 个省市自治区农田生态系统部分碳源汇进行了估算，得到以下主要结论：(1)总碳吸收从1 9 8 1 年以来呈波动增加趋势，总碳排放则呈明

2、显增长趋势。二者相比，碳排放明显低于碳吸收，但由主要途径农业投入导致的间接碳排放的增长速度(9 4)超过了作物生育期碳吸收的增长速度(4 4)。(2)各省市自治区碳吸收、碳排放变化的区域差异显著，单位面积碳吸收、碳排放变化的差异也十分明显。其中，各省市自治区总碳排放和单位面积碳排放基本上逐年增加，表明沿海发达地区农业投入较高；而碳吸收变动幅度较大，发达地区(如浙江、福建和上海等)碳吸收呈下降趋势，反映沿海地区农作物种植面积下降致使农作物生育期总碳吸收量降低。(3)沿海地区农田生态系统主要粮食作物碳吸收占全国比例有所下降，说明沿海地区农业种植面积减少和农业投入增加削弱了农田生态系统的碳汇功能。关

3、键词：沿海地区；农田生态系统；碳吸收；碳排放；碳源；碳汇中图分类号：X 2 1；S 1 8 1文献标识码：A文章编号：1 6 7 3 4 8 3 1(2 0 0 7)0 2 0 0 0 1 0 6T e m p o r o s p a t i a lV a r i a t i o no fP a r t i a lC a r b o nS o u r c e S i n ko fF a r m l a n dE c o s y s t e mi nC o a s t a lC h i n a Z H A O 舶昭-q i n l，Q I NM i n g-z h o u 2(1 C o l l

4、 e g eo fR e s o u r c e sa n dE n v i r o n m e n t，N o r t hC h i n aI n s t i t u t eo fW a t e rC o n s e r v a n c ya n dH y d r o e-l e c t r i cP o w e r，Z h e n g z h o u4 5 0 0 11，C h i n a；2 C o l l e g eo fE n v i r o n m e n ta n dP l a n n i n g，H e n a nU n i v e r s i t y，K a i f e n

5、g4 7 5 0 0 1，C h i n a)A b s t r a c t：B a s e do nt h es t a t i s t i cd a t ao fc r o py i e l da n da g r i c u l t u r a li n p u ti nt h ep e r i o df r o m1 9 8 1t o2 0 0 1，c a r b o ns o u r c e sa n ds i n k so ft h ef a r m l a n de c o s y s t e m si nt h e1 0c o a s t a lp r o v i n c e

6、s，m e t r o p o l i s e sa n da u t o n o m o u sr e g i o n so fC h i n aw e r ee s t i m a t e d C o n c l u s i o n sa r er e a c h e da sf o l l o w s：(1)T h et o t a lc a r l J o ns i n ko ft h ef a r m l a n de c o s y s t e mi nc o a s t a lC h i n aW a sz i g z a g-g i n gu p w a r ds i n c

7、e1 9 8 1，a n dt h et o t a lc a r b o ne m i s s i o nc l i m b i n gr a p i d l y B u tc o m p a r i s o ns h o w st h ef o r m e rw e n ta tah i g h e rr a t et h a nt h el a t t e r H o w e v e r，t h ei n c r e a s i n gr a t e(9 4)o ft h ei n d i r e c tc a r b o ne m i s s i o nc a u s e db ya

8、g r i c u l t u r a li n p u te x c e e d st h a to fc a r b o ns i n k(4 4)d u r i n gt h ec r o pg r o w i n gs e a s o n(2)S i g n i f i c a n tt e m p o r o s p a t i a lv a r i a t i o ni so b s e r v e do ft o t a lc a r b o ns i n ka n de m i s s i o na n do fc a r b o ns i n ka n de m i s s

9、i o np e ru n i ta r e ab e t w e e nd i f f e r e n tr e g i o n sa n da m o n gt h e m，b o t ht o t a le m i s s i o na n de m i s s i o np e ru n i ta r e as h o w e dar i s i n gt r e n dw i t l le a c hp a s s i n gy e a r T h ed r a s t i cv a r i a t i o no ft h ec a r b o ns i n ki nd e v e

10、l o p e dr e g i o n si sar e s u l to fr e l a t i v e l yh i g h e ra g r i c u l t u r a li n p u t T h et o t a lc a r b o ns i n ki nr e l a t i v e l yd e v e l o p e dr e g i o n ss h o w e dad o w n w a r dt r e n df r o m1 9 8 1t o2 0 0 1，w h i c hi n d i c a t e st h a td e c r e a s e da

11、c r e a g eo ff a r m l a n di nt h ec o s t a lr e g i o n sr e d u c e dc a r b o ns i n kd u r i n gt h ec r o pg r o w i n gs e a s o n(3)T h ep r o p o r t i o no fc a r b o nf i x e db yt h em a i nc r o p si nt h ef a r m l a n de c o s y s t e mo ft h ec o a s t a lr e g i o na g a i n s tt

12、h a to ft h ew h o l en a t i o n SW a sd e c r e a s i n g，w h i c hi n d i c a t e st h a tw i t ht h ed e c r e a s ei na c r e a g eo fc r o p l a n da n di n c r e a s ei na g r i c u l t u r a li n p u t，t h ec a r b o ns i n kf u n c t i o no ft h ec o a s t a lr e g i o ni sw e a k e n e d K

13、 e yw o r d s：c o a s t a lr e g i o n；f a r m l a n de c o s y s t e m；c a r b o na b s o r p t i o n；c a r b o ne m i s s i o n；c a r b o ns o u r c e；c a r b o ns i n k全球碳循环及“碳失汇”研究表明，北半球中纬度地区陆地生态系统是大气C O：的重要碳汇。5 1。最近几十年基于森林普查和大气观测资料的全球碳收支研究已经证实了这一结论，但要确定“碳失汇”形成的机制仍有很多困难。为探索减缓温室效应的对策，对陆地生态系统碳源汇强度

14、、碳储量、通量及减源增汇对策的研究成为目前碳循环领域的研究热点。农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分，与人类关系最为密切，同时也是重要的大气碳源和碳汇。一方面，大气中2 0 的C O：、7 0 的C H。和9 0 的N 2 0 来源于农业活动及其相关过程63；另一方面，全球农田也是巨大的碳库，其碳储量达1 7 0P g，占全球陆地碳储量的1 0 以上7|。据C O L E 83基金项目：中国科学院知识创新工程项目(K Z C X l 一S W-0 t 一1 7)收稿日期：2 0 0 6 一0 8 1 5 万方数据2 生态与农村环境学报第2 3 卷估计，在未来的5 0 1 0 0a 内，全世

15、界农田可固碳2 0 3 0P g。另据L A L 等归。研究，全球耕地总固碳潜力为0 7 5 1 0P g a。这表明农田生态系统特别是农田土壤具有巨大的固碳潜力。通过最佳管理措施(B M P，b e s tm a n a g e m e n tp r a c t i c e s)，如休耕、残落物管理、恢复退化土壤等措施，可以增加土壤固碳能力J，并实现碳增汇减源的目的。农田固碳不仅符合京都议定书的要求并补偿工业领域的温室气体排放，而且与工业领域的减排相比成本较低。因此，国内外逐渐开展了关于农业和农田碳汇问题的研究_ 卜1 5J。但在国内，关于农田土壤碳方面的研究较多，而对农田生态系统碳源汇功能

16、的综合估算和评价方面的研究则很少。对农田生态系统碳源汇强度时空差异的估算分析，有助于提供更精确的农业源碳排放清单，系统了解农业碳循环过程，为研究其他陆地生态系统类型的碳源汇强度提供参照和对比的可能，从而能更深入地了解陆地生态系统碳源汇的分布状况；同时，也有助于认识我国农田在碳循环中的地位，并提供农田碳排放清单，这对于在国际减排谈判中赢得主动、保护我国的民族工业具有重要的现实意义。1 农田生态系统碳源汇特征在联合国气候变化框架公约(U N F C C C)中，源(s o u r c e)是指向大气排放温室气体、气溶胶或有排放温室气体前兆的过程或活动，汇(s i n k)是指将温室气体从大气中移除

17、的任一过程、活动或机制。固碳(c a r b o ns e q u e s t r a t i o n)是指固定并确保碳储存以免碳排放到大气中6 l。农田生态系统是一个开放系统，主要受人为因素控制。人类必须不断从事各种活动，才能使农田生态系统朝着对人类有益的方向发展。为使系统保持平衡并维持较高的生产力水平，必须通过多种途径投入人力、水及用于各种农业机械的化石燃料等物质和能源，以补偿产品输出后所出现的亏损，而这些过程需要有机碳的消耗。因此，从碳循环角度而言，农田经营过程也是碳的输入输出过程。农田生态系统主要的碳渺汇途径见图1。图1中，左侧为碳输入过程即主要的碳汇途径，右侧为碳排放过程即主要的碳源

18、途径。此处考虑将肥料生产过程和农业机械耗能等过程释放的碳，也看作是农田碳排放的一种方式。尽管肥料、农业机械、农药等本身不含能量，但在其制造或运输过程中消耗了大量间接工业辅助能8|，而这些物质和能量在农业生产中参与了循环，因此在其生产过程或耗能过程中释放的碳也应看作是农田生态系统碳排放的途径之一。W E S T 等H 引称之为“全碳分析”(f u l lCc y c l ea n a l y s i s)，即包括对能源使用、肥料、灌溉和农业机械的碳排放的估算。光地崩掰峨卜一作物及土壤呼吸释放碳A口作农一灌溉过程耗能释放碳用土嘲鼎渤卜田-生人删卜态系一肥料生产过程释放碳工统投。入I 硎翔瀚入L_

19、一农业机械耗能释放碳图1 农田生态系统的主要碳源汇途径F i g 1M a j o rp a t h so fc a r b o ns o u r c e s i n ko ft h ef a r m l a n de c o s y s t e m2 研究区概况选取中国沿海1 0 个省市自治区(辽宁、河北、天津、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西)的农田生态系统作为研究对象。该区域基本上代表了我国农业主产区不同的农田生态系统类型，各省市自治区农作物种植结构差异明显。这为研究我国不同农田生态系统类型碳循环差异提供了便利。3 数据来源与研究方法3 1 数据来源采用1 9 8 1-2 0 0

20、 1 年沿海1 0 个省市自治区各种农作物产量、种植面积和灌溉、施肥、农业机械、农村用电等农业投入统计数据(由中国科学院自然资源数据库提供)。3 2 研究方法对碳吸收和碳排放采用分别估算的方法。其中，碳吸收主要依据农作物产量数据、经济系数和碳吸收率进行估算；碳排放主要从不同碳排放途径的角度，结合国外相关专家确定的碳转化系数进行估算。这里仅对部分碳源汇进行了估算。作物生育期碳吸收(C。)估算公式为：c。=C d(1)式(1)中，C d=C f D。=c，Y w H。i 为第i 种农作物类 万方数据第2 期赵荣钦等：中国沿海地区农田生态系统部分碳源汇时空差异型，c。为某种作物全生育期对碳的吸收量，

21、C，为作物合成单位有机质干质量所吸收的碳，D。为生物产量，y w 为经济产量，日为经济系数。中国主要农作物经济系数日和碳吸收率c，见表1 2 0 l。表1中国主要农作物经济系数【日)与碳吸收率(C，)T a b l e1E c o n o m i cc o e f f i c i e n t(H)a n dCa b s o r p t i o nr a t e(C f)o fm a j o ra g r i c u l t u r a lc r o p si nC h i n a作物名称HC f作物名称HC f水稻0 4 50 4 1 44棉花0 1 00 4 5 00小麦0 4 00 4 8

22、 53油菜0 2 50 4 5 00玉米0 4 00 4 7 09向日葵0 3 00 4 5 00高梁0 3 50 4 5 00花生0 4 30 4 5 00谷子0 4 00 4 5 00甘蔗0 5 00 4 5 00薯类O 7 00 4 2 26甜菜0 7 00 4 0 72大豆0 3 40 4 5 00烟草0 5 50 4 5 00其他粮食作物0 4 00 4 5 00部分碳排放(E)估算公式为：E。=E f+E。+E i(2)这里仅考虑3 种主要的间接碳排放途径，其中，日、E。和E i 分别为农田化肥生产、农业机械生产使用和灌溉过程带来的碳排放。各种碳排放计算公式见式(3)至式(5)，其

23、中A、B、c、D 为转换系数，参照文献 2 0 中W E S T 确定的转换系数。E f=G f A(3)式(3)中，G f 为化肥使用量，A=8 5 7 5 4k g M g。E。=(A。B)+(W，m C)(4)式(4)中，A。为农作物种植面积，睨为农业机械总动力，B=1 6 4 7k g h m 一，C=0 1 8k g-k W。E i=A i D(5)式(5)中，A i 为灌溉面积，D=2 6 6 4 8k g h m。4 结果与分析4 1沿海地区农田生态系统碳吸收时空变化2 0 0 1 年各省市自治区不同农作物类型碳吸收变化的计算结果见表2。2 0 0 1 年各省市自治区农作物生育期

24、总碳吸收中，水稻占近2 6，其次是玉米和小麦，分别为2 1 和1 9，其他作物类型所占比例较少。南北方农作物碳吸收存在巨大差异，南方主要以水稻和糖料作物碳吸收为主，而北方主要以小麦和玉米为主。例如，广东省水稻和糖料作物碳吸收分别占4 6 和3 8，而河北省小麦和玉米碳吸收分别占4 2 和3 8，这主要是由农作物种植结构的差异造成的。表22 0 0 1 年沿海各省市自治区主要农作物生育期碳吸收量比较T a b l e2C a r b o na b s o r p t i o na m o u n to fm a j o ra g r i c u l t u r a lc r o p sd u r

25、 i n gt h e i rg r o w i n gs e a s o ni nc o a s t a lr e g i o n so fC h i n a万t将各种农作物碳吸收量相加，得到各省市自治区逐年碳吸收总量(图2)。其中，山东、河北和广西等省自治区自1 9 8 1 年以来农作物碳吸收总量呈显著增加趋势，例如，广西从1 9 8 1 年的15 9 7 万t 增至2 0 0 1 年的41 0 8 万t，增幅为1 5 7，河北和山东增幅分别为1 0 0 和7 4。而浙江、福建、上海等省市则明显下降，如浙江省农作物碳吸收从1 9 8 1 年的14 3 6 万t 减至2 0 0 1 年的11

26、 0 1 万t，其他省市基本持平。沿海各省市自治区单位面积碳吸收大都呈波动增加趋势，基本上在2 7t h m 屯之间变动。其中广西单位面积碳吸收增长最快，并于1 9 9 8 年达到最大值，为7 6t h m。但也有部分省市单位面积碳吸收明显下降，如福建从1 9 8 1 年的4 4t h m q减至2 0 0 1 年的2 8t h m。各省市自治区农作物 万方数据4 生态与农村环境学报第2 3 卷总碳吸收量和单位面积碳吸收量的变化波动较大，一般自2 0 世纪9 0 年代末以来普遍下降。其原因主要是随着9 0 年代末以来的经济发展我国沿海地区耕地面积显著减少。1 9 8 11 9 8 51 9 8

27、 91 9 9 31 9 9 72 0 0 l1 9 8 11 9 8 51 9 8 91 9 9 31 9 9 72 0 0 1年份年份十天津；争一河北；卜辽宁；*一匕海；+江苏；-折江；一福建；+山东；+广东；十广西图2 沿海各省市自治区农田生态系统碳吸收量比较F i g 2C a r b o na b s o r p t i o na m o u n to ff a r m l a n de c o s y s t e mi nc o a s t a lr e g i o n so fC h i n a将各省市自治区碳吸收量相加，得到沿海地区农田生态系统碳吸收总量(图3)。可以看出，自1

28、 9 8 1 年以来沿海地区农作物生育期总碳吸收量呈明显波动增加趋势，碳吸收总量从1 9 8 1 年的1 56 4 4 2 7 it 上升至2 0 0 1 年的2 24 8 2 4 万t，上升近4 4，但从2 0 世纪9 0 年代后期开始则呈下降趋势。这表明，9 0 年代后期以来，我国沿海发达地区快速城市化，农作物种植面积显著降低，导致农作物生育期内碳吸收量减少。图3 沿海地区农田生态系统总碳吸收量变化趋势F i g 3V a r i a t i o no ft h et o t a lc a r b o ns i n ko ft h ef a r m l a n de c o s y s t

29、 e mi nt h ec o a s tr e g i o n s沿海地区与全国主要粮食作物的总碳吸收量变化趋势基本相同(图4)，即在2 0 世纪9 0 年代后期以前呈增加趋势，而后则明显下降。5 种主要农作物(水稻、小麦、玉米、薯类和大豆)的碳吸收总量呈缓慢上升趋势，但与全国相比，其增幅较慢。沿海1 0 个省市自治区5 种农作物碳吸收量占全国5 种农作物碳吸收量的比例由1 9 8 2 年的将近4 0 降至2 0 0 1 年的3 5 7(图4)。图4 沿海地区主要粮食作物碳吸收量与全国的比较F i g 4C o m p a r i s o nb e t w e e nt h ec o a s

30、 tr e g i o n sa n dt h ew h o l en a t i o ni nc a r b o na b s o r p t i o nb ym a j o rg r a i n c r o p s4 2沿海地区农田生态系统主要途径碳排放比较各省市自治区肥料生产、农业机械生产使用和灌溉过程带来的碳排放量计算结果见图5。由图5可知，3 种主要碳排放途径中，肥料生产所占比例较大且增速较快，1 0 个省市自治区肥料生产所带来的总碳排放从1 9 8 1 年的5 8 6 万t 增至2 0 0 1 年的15 6 5万t，增幅为1 6 7，其中，广西增幅超过2 8 0，增幅最小的上海也在

31、3 0 以上。农业机械生产使用所带来的碳排放所占比例不大且基本持平，天津、上海、江苏、浙江呈小幅下降。虽然2 0a 来农业机械生产使用所带来的间接碳排放基本稳定，但这并不8765432l一。；o、蚺擎整藤器恒迥斟6543210_b_、咖掣螫器墨丑哑剞姬卿孥毯醛嫩艇强”弘弘弘驺 万方数据第2 期赵荣钦等：中国沿海地区农田生态系统部分碳源汇时空差异5 意味着我国农业机械化水平的停滞，而是该区耕地面积大幅减少所致。灌溉过程导致的碳排放变化幅度不大，总体来说，河北、江苏、山东等省因灌溉面积较大，因而所占总碳排放比例较大。灌溉过程导致9 8 l1 9 8 51 9 8 91 9 9 31 9 9 72

32、0 0 1年份的碳排放增幅最大的是辽宁省，增长近1 3 0，而其他省市自治区虽然增幅不大，但基本上都略有增长(浙江省除外)。1 9 8 11 9 8 51 9 8 91 9 9 31 9 9 72 0 0 1年份o 一天津；十河北；扣辽宁；*一上海；+江苏；+浙江；J 卜福建；+山东；+广东；o 一广西图5 沿海各省市自治区农田生态系统主要途径的碳排放量比较F i g 5C a r b o ne m i s s i o nt h r o u g ht h em a j o rp a t h si nt h ef a r m l a n de c o s y s t e mi nt h ec o

33、 a s t a lr e g O I l S沿海地区农田生态系统的碳排放总量由1 9 8 1年的11 6 6 4 万t 上升至2 0 0 1 年的22 6 1 6 万t，增长9 4(图6)。沿海各省市自治区3 种途径的碳排放总量大都呈逐年增加趋势(图5)，其中，广西涨幅最大，由1 9 8 1 年的8 4 万t 增至2 0 0 1 年的1 9 7 万t，增长1 3 5。而其他省市均有不同程度的增加，其中上海和浙江增幅较小，分别为2 6 和2 1，这主要归因于农业肥料生产和使用量的大幅增加。各省市自治区主要途径的单位面积碳排放量也基本上呈上升趋势(图7)，其中天津单位面积碳排放由1 9 8 1年

34、的0 4 6t h m。2 增至2 0 0 1 年的1 0 6t h m 一，增幅为1 3 0，而且其单位面积碳排放明显高于其他省市自治区，这表明发达地区有较高的农业投入，而这些农业投入间接释放了大量的碳。4 3 沿海地区农田碳吸收和碳排放总量的对比(1)从总量上来说，农田碳吸收明显大于主要途径碳排放。2 0 0 1 年碳吸收和主要途径碳排放总量分别为2 24 8 2 4 万t 和22 6 1 6 万t，二者之比接近1 0：1。尽管这里仅考虑了部分碳排放，但仍可看出我国沿海地区农田作物具有较大的碳吸收功能。年份圈6 沿海地区农田生态系统主要途径的碳排放总量变化F i g 6V a r i a

35、t i o no fc a r b o ne m i s s i o nt h r o u g ht h em a j o rp a t h si nt h ef a r m l a n de c o s y s t e mi nt h ec o a s t a lr e g i O I l S笱坫m，O_跌、咖摧枯强匠掣钆州餐暴爿髅枷|曩|毫瑚瑚啪啪o，_k、唧辎裁替址划实馨 万方数据生态与农村环境学报第2 3 卷r1墨。霎。擐瞧0譬。趟爵1 9 8 11 9 8 51 9 8 91 9 9 31 9 9 72 0 0 1年份B 一天津；夺一河j E；J k 辽宁；*一上海；+江苏+浙江；_

36、 福建；一山东；+广东；十广西图7 沿海各省市自治区农田生态系统主要途径的单位面积碳排放量变化F i g 7V a r i a t i o no ft o t a lc a r b o ne m i s s i o na n dc a r b o ne m i s s i o np e ru n i ta r e at h r o u g ht h em a j o rp a t h si nt h ef a r m l a n de c o s y s t e mi nt h ec o a s t a lr e g i o n s(2)从时间过程上来看，沿海地区农田碳吸收和碳排放在2 0 多

37、年内分别增长4 4 和9 4，特别在2 0 世纪9 0 年代后期以来，碳吸收明显下降，而碳排放则明显增加，这反映了耕地面积较少和人工投入增加，尽管维持了较高的作物产量，但造成了更多的碳排放。(3)从空间差别上来看，一般发达地区农田碳吸收和单位面积碳吸收增幅较小，这反映发达地区耕地面积在减少。就碳排放而言，一般农业机械化程度较高、灌溉农田比例较大的省市自治区农田碳排放和单位面积碳排放增幅较大，这反映人工投入的增加会显著加大碳排放。5 结论与讨论(1)1 9 8 1-2 0 0 1 年，沿海地区农田生态系统碳吸收呈波动增长。碳吸收总量从1 9 8 1 年的1 56 4 4 2 万t 上升至2 0

38、0 1 年的2 24 8 2 4 万t，上升近4 4。随着农作物产量的提高，大部分省市自治区碳吸收量也明显增加，但个别省份如浙江、福建等却明显下降。各省市自治区单位面积碳吸收基本也呈增长趋势，大部分地区保持在2 7t h m。之间，其中广西增幅最大，并于1 9 9 8 年达到最大值。这表明我国改革开放以来，农作物产量极大提高，从而实现了大量的碳固存。自2 0 世纪9 0 年代后期以来，总碳吸收呈明显下降趋势，说明在这个阶段随着大量农用地转为非农用地，农作物种植面积减少，使作物的生物产量有所下降；另外，农业能源和化肥的使用也使农田生态系统间接排放了大量的碳。(2)沿海地区农田生态系统主要粮食作物

39、碳吸收占全国比例有所下降，由1 9 8 2 年的将近4 0 降至2 0 0 1 年的3 5 7。这说明随着沿海地区特别是上海、浙江和福建等省市经济的发展，农作物种植面积明显下降，导致农田生态系统碳汇功能有所下降。(3)1 9 8 1-2 0 0 1 年，沿海地区农田生态系统碳排放呈迅速增长趋势，碳排放总量由1 9 8 1 年的11 6 6 4 万t 上升至2 0 0 1 年的22 6 1 6 万t，增长9 4。估算的3 种主要碳排放途径中，肥料生产导致的间接碳排放所占比例较大，且增速较快。各省市自治区碳排放大都呈明显增加趋势，单位面积碳排放基本上保持在0 1t h m。2 之间，其中天津增幅最

40、大。这表明发达地区尽管单位面积作物产量逐年增加，但随着单位面积农业投入的增加，农业发展及农业产量的提高越来越依赖于农业投人，这同时也造成更多的碳释放。(4)通过对比沿海地区农田碳吸收和主要途径碳排放可以看出，碳吸收明显大于主要途径碳排放，说明我国沿海地区农田作物具有较大的碳吸收功能。但碳排放的增速明显超过了碳吸收，而且随着农业投入的增加和机械化程度的提高，这一趋势会进一步加剧。以上对沿海地区农田生态系统碳源汇的估算，是以统计资料为主，而且只是对部分碳源汇进行了估算，因此难免会存在一定误差。农田生态系统碳循环研究是当前全球气候变化研究的重要方面，随着研究的深入，应突出以下2 个方面：(1)碳增汇

41、潜力的估算是目前国际上碳循环研究的热点，国内该领域研究非常薄弱，以后应加大对该领域特别是碳增汇潜力经济评价方面的研究。农田生态系统能源投入和消耗及碳循环过程离不开相关行业的生产过程及物质输入输出，因此应逐渐扩展农田生态系统碳循环研究的广度和深度，并加强遥感数据在碳源汇估算中的应用。(2)农业产品虽然能实现碳的固定，但被人类消耗利用后很快会参与到下一步的大气碳循环中。而农田土壤则能更长期地固碳并有效缓解全球变暖压力。因此，应基于农田土壤碳的变化，探索更多农田生态系统碳增汇减排的技术和措施，并应用于农业生产实践中。这不但对全球范围的碳减排，而且对解决与人类密切相关的重大环境问题都具有重要意义。(下

42、转第1 1 页)万方数据第2 期顾康康等：资源型城市生态承载力对土地利用变化的响应(3)以本文的生态承载力计算模型为基础，1 9 9 6-2 0 0 0 年，鞍山、抚顺和本溪3 市生态承载力与土地利用程度综合指数的变化呈正相关趋势，基本达到相互促进的发展模式。参考文献：1 邓波，洪跋曾，龙瑞军区域生态承载力量化方法研究评述 J 甘肃农业大学学报，2 0 0 3，3 8(3)：2 8 1 2 8 9 2 王家骥，姚小红，李京荣，等黑河流域生态承载力估测 J 环境科学研究，2 0 0 0，1 3(2)：4 4 4 8 3 徐中民，张志强，程国栋甘肃省1 9 9 8 年生态足迹计算与分析 J 地理学

43、报，2 0 0 0，5 5(5)：6 0 7 6 1 6，4 孙凡，盂令彬重庆市生态足迹与生态承载量研究 J 应用生态学报，2 0 0 5，1 6(7)：1 3 7 0 1 3 7 4 5 C O S T A N Z AR，D A R G ER，D EG R O O TR，e ta 1 T h eV a l u eo ft h eW o r l d sE c o s y s t e mS e r v i c e sa n dN a t u r a lC a p i t a l J N a t u r e，1 9 9 7，3 8 7(6 6 3 0)：2 5 3 2 6 0 6 毛汉英，余丹林区

44、域承载力定量研究方法探讨 J 地球科学进展，2 0 0 1，1 6(4)：5 4 9 5 5 5 7 郑国强，江南，刘兆德长江下游沿江地区区域环境承载力对土地利用变化的响应 J 生态学杂志，2 0 0 4，2 3(1)：1 6 1 9 8 辽宁省统计局，辽宁省城市社会经济调查队辽宁省城市统计年鉴2 0 0 4 M 沈阳：辽宁人民出版社，2 0 0 4：1 9 3 3 4 0 9 庄大方，刘纪远中国土地利用程度的区域分异模型研究 J 自然资源学报，1 9 9 7，1 2(2)：1 0 5 1 1 1 1 0 高吉喜可持续发展理论探索生态承载力理论、方法与应用 M 北京：中国环境科学出版社，2 0

45、 0 1：7 0 7 2 1 1 徐建华现代地理学中数学方法 M 北京：高等教育出版社，2 0 0 2：2 2 9 2 3 0 1 2 乔家君改进的层次分析法在河南省可持续发展能力评估中的应用 J 河南大学学报：自然科学版，2 0 0 3，3 3(2)：5 8 6 2 1 3 徐建华，卢艳，岳文泽，等区域可持续发展水平综合评价排序计算模型研究以三西地区为例 J 干旱区地理，2 0 0 2，2 5(1)：4 4 4 9 作者简介：顾康康(1 9 8 2 一)，男，安徽蚌埠人，博士生，主要从事生态承载力与生态安全调控方面的研究。(上接第6 页)参考文献：1 T A N SPP，F U N GIY，

46、T A K A H A S K INP，e ta 1 O b s e r v a t i o n a lC o n s t r a i n t so nt h eG l o b a lA t m o s p h e r i cC 0 2B u d g e t J S c i e n c e，1 9 9 0，2 4 7(4 9 4 9)：1 4 3 1 1 4 3 8 2 C I A I SP，T A N SPP，T R O H E RM，e ta 1 AL a r g eN o r t h e r nH e m i-s p h e r eT e r r e s t r i a lC 0 2S

47、i n kI n d i c a t e db yt h e1 3C”CR a t i oo fA t m o s p h e r i cc 吨 J S c i e n c e，1 9 9 5，2 6 9(5 2 2 7)：1 0 9 8 1 1 0 2 3 T I A NHQ，M E L L I L OJM，K I C H L I G H T E RDW，e ta 1 E f f e c t so fI n t e r a n n u a lC l i m a t eV a r i a b i l i t yo nC a r b o nS t o r a g ei nA m a z o n

48、i a nE c o s y s t e m s J N a t u r e，1 9 9 8，3 9 6(6 7 1 2)：6 6 4 6 6 7 4 方精云，朴世龙，赵淑清C 0 2 失汇与北半球中高纬度陆地生态系统的碳汇 J 植物生态学报，2 0 0 1，2 5(5)：5 9 4-6 0 2 5 王效科，白艳莹，欧阳志云，等全球碳循环中的失汇及其形成的原因 J 生态学报，2 0 0 2，2 2(1)：9 4 1 0 3 6 B O U W M A NAF S o i l sa n dt h eG r e e n h o u s eE f f e c t M C h i c h e s t

49、e r，E n g l a n d：J o h nW i l e y S o n s，1 9 9 0：7 8 7 P A U S T I A NK，A N D R E N0，J A N Z E NH，e ta 1 A g r i c u l t u r a lS o i la saCS i n kt oO f f s e tC 0 2E m i s s i o n J S o i lU s ea n dM a n a g e m e n t，1 9 9 7，1 3(4)：2 3 0 2 4 4 8 C O L ECV A g r i c u l t u r a lO p t i o n sf

50、o rM i t i g a t i o no fG r e e n h o u s eG a sE m m i s i o n C W A T S O NRT，Z I N Y O W E R AMC，M O S SRH C l i m a t eC h a n g e1 9 9 5-1 m p a c t s，A d a p t a t i o n sa n dM i t i g a t i o no fC l i-m a t eC h a n g e：I n t e r g o v e r n m e n t a lP a n e lo nC l i m a t eC h a n g e