图12:土壤采样过程40图13:样品处理的说明41图14:春季和秋季季节的作物生产地图1 2021 47图15:含农业活动的总收入。home consumption 53 Figure 16: Variable costs of the farm household 54 Figure 17: Overview of on-farm income (USD per ha and year) 55 Figure 18: Household income by source 55 Figure 19: Boxplots for SOC, BD, N, and CEC for all samples 57 Figure 20: Boxplot of CO 2e stock at different depth levels 57 Figure 21: Regression of SOC to N and SOC to CEC 58 Figure 22: Boxplots for SOC, BD,N和CEC分析在0 –30厘米的深度59图23:所有农民的CO 2E库存(有或没有SLM实施)62图24:上Q(+15%)和下部Q(+30)和下部Q(+30)64图25:根据新水平达到65
Abreu,R。C.,Hoffmann,W。A.,Vasconcelos,H。L.,Pilon,N。A.,Rossatto,D。R.和Durigan,G。(2017)。 热带稀树草原中碳质量的生物多样性成本。 科学进步,3(8),E1701284。 https://doi.org/10.1126/sciadv.1701284 Adams,M。A. (2013)。 巨型狂欢,临界点和生态系统服务:在不确定的未来中管理森林和林地。 森林生态与管理,294,250–261。 Ansley,R。J.,Boutton,T。W.和Skjemstad,J。O. (2006)。 土壤有机汽车和黑色碳储存以及在温带混合草大草原的不同火势下的动态。 全球生物地球化学周期,20(3)。 https://doi.org/10.1029/2005G B002670 Archer,S.R。,Andersen,E.M.,Predick,K.I.,Schwinning,S. 木质植物侵占:原因和后果。 在D. D. Briske中(编辑 ),牧场系统:过程,管理和挑战(pp。 25–84)。 Springer。 Balesdent,J.,Girardin,C。和Mariotti,A。 (1993)。 在温带森林中与地点相关的13 c树叶和土壤有机物。 生态学,74(6),1713–1721。 Balesdent,J。和Mariotti,A。 (1996)。 使用13°C的自然丰度测量土壤有机化的周转。 在I. T. W. Boutton和S. I. Yamasaki(编辑) ),土壤的质谱法(pp。 83–111)。 Marcel Dekker Inc. Barton,J.M.,Bristow,J.W。,&Venter,F。J. (1986)。 Koedoe,29(1),39-44。Abreu,R。C.,Hoffmann,W。A.,Vasconcelos,H。L.,Pilon,N。A.,Rossatto,D。R.和Durigan,G。(2017)。热带稀树草原中碳质量的生物多样性成本。科学进步,3(8),E1701284。https://doi.org/10.1126/sciadv.1701284 Adams,M。A. (2013)。 巨型狂欢,临界点和生态系统服务:在不确定的未来中管理森林和林地。 森林生态与管理,294,250–261。 Ansley,R。J.,Boutton,T。W.和Skjemstad,J。O. (2006)。 土壤有机汽车和黑色碳储存以及在温带混合草大草原的不同火势下的动态。 全球生物地球化学周期,20(3)。 https://doi.org/10.1029/2005G B002670 Archer,S.R。,Andersen,E.M.,Predick,K.I.,Schwinning,S. 木质植物侵占:原因和后果。 在D. D. Briske中(编辑 ),牧场系统:过程,管理和挑战(pp。 25–84)。 Springer。 Balesdent,J.,Girardin,C。和Mariotti,A。 (1993)。 在温带森林中与地点相关的13 c树叶和土壤有机物。 生态学,74(6),1713–1721。 Balesdent,J。和Mariotti,A。 (1996)。 使用13°C的自然丰度测量土壤有机化的周转。 在I. T. W. Boutton和S. I. Yamasaki(编辑) ),土壤的质谱法(pp。 83–111)。 Marcel Dekker Inc. Barton,J.M.,Bristow,J.W。,&Venter,F。J. (1986)。 Koedoe,29(1),39-44。https://doi.org/10.1126/sciadv.1701284 Adams,M。A.(2013)。巨型狂欢,临界点和生态系统服务:在不确定的未来中管理森林和林地。森林生态与管理,294,250–261。Ansley,R。J.,Boutton,T。W.和Skjemstad,J。O.(2006)。土壤有机汽车和黑色碳储存以及在温带混合草大草原的不同火势下的动态。全球生物地球化学周期,20(3)。https://doi.org/10.1029/2005G B002670 Archer,S.R。,Andersen,E.M.,Predick,K.I.,Schwinning,S.木质植物侵占:原因和后果。在D. D. Briske中(编辑),牧场系统:过程,管理和挑战(pp。25–84)。Springer。 Balesdent,J.,Girardin,C。和Mariotti,A。 (1993)。 在温带森林中与地点相关的13 c树叶和土壤有机物。 生态学,74(6),1713–1721。 Balesdent,J。和Mariotti,A。 (1996)。 使用13°C的自然丰度测量土壤有机化的周转。 在I. T. W. Boutton和S. I. Yamasaki(编辑) ),土壤的质谱法(pp。 83–111)。 Marcel Dekker Inc. Barton,J.M.,Bristow,J.W。,&Venter,F。J. (1986)。 Koedoe,29(1),39-44。Springer。Balesdent,J.,Girardin,C。和Mariotti,A。(1993)。在温带森林中与地点相关的13 c树叶和土壤有机物。生态学,74(6),1713–1721。Balesdent,J。和Mariotti,A。(1996)。使用13°C的自然丰度测量土壤有机化的周转。在I. T. W. Boutton和S. I. Yamasaki(编辑),土壤的质谱法(pp。83–111)。 Marcel Dekker Inc. Barton,J.M.,Bristow,J.W。,&Venter,F。J. (1986)。 Koedoe,29(1),39-44。83–111)。Marcel Dekker Inc. Barton,J.M.,Bristow,J.W。,&Venter,F。J. (1986)。 Koedoe,29(1),39-44。Marcel Dekker Inc. Barton,J.M.,Bristow,J.W。,&Venter,F。J.(1986)。Koedoe,29(1),39-44。摘要克鲁格国家公园的前寒武纪花岗岩岩石。https://doi.org/10.4102/koedoe.v29i1.518 Bastin,J.-F.,Finegold,Y.,Garcia,C.,Mollicone,D.,Rezende,Rezende,M.,Routh,M.全球树的重新修复潜力。Science,365(6448),76-79。Bates,D.,Mächler,M.,Bolker,B。,&Walker,S。(2015)。 使用LME4拟合线性混合效应模型。 统计软件杂志,67(1),1-48。 Biggs,R.,Biggs,H。C.,Dunne,T。T.,Govender,N。和Potgieter,A。L. F.(2003)。 在克鲁格国家公园(Kruger National Park)中的实验烧伤图试验:历史,实验设计和数据分析的建议。 Koedoe,46(1),1-15。 Bird,M。I.,Veenendaal,E。M.,Moyo,C.,Lloyd,J。,&Frost,P。(2000)。 火灾和土壤质地对亚人类稀树草原(Matopos,Zimbabwe)中土壤碳的影响。 Geoderma,94(1),71–90。 Blaser,W。J.,Shanungu,G。K.,Edwards,P。J.和Olde Venterink,H。(2014)。 木质侵占减少了养分限制并促进土壤碳螯合。 生态与进化,4(8),1423–1438。Bates,D.,Mächler,M.,Bolker,B。,&Walker,S。(2015)。使用LME4拟合线性混合效应模型。统计软件杂志,67(1),1-48。Biggs,R.,Biggs,H。C.,Dunne,T。T.,Govender,N。和Potgieter,A。L. F.(2003)。在克鲁格国家公园(Kruger National Park)中的实验烧伤图试验:历史,实验设计和数据分析的建议。Koedoe,46(1),1-15。Bird,M。I.,Veenendaal,E。M.,Moyo,C.,Lloyd,J。,&Frost,P。(2000)。 火灾和土壤质地对亚人类稀树草原(Matopos,Zimbabwe)中土壤碳的影响。 Geoderma,94(1),71–90。 Blaser,W。J.,Shanungu,G。K.,Edwards,P。J.和Olde Venterink,H。(2014)。 木质侵占减少了养分限制并促进土壤碳螯合。 生态与进化,4(8),1423–1438。Bird,M。I.,Veenendaal,E。M.,Moyo,C.,Lloyd,J。,&Frost,P。(2000)。火灾和土壤质地对亚人类稀树草原(Matopos,Zimbabwe)中土壤碳的影响。Geoderma,94(1),71–90。Blaser,W。J.,Shanungu,G。K.,Edwards,P。J.和Olde Venterink,H。(2014)。木质侵占减少了养分限制并促进土壤碳螯合。生态与进化,4(8),1423–1438。
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标题:可以通过培养生物能源作物来生产低碳燃料,提高土壤质量和农业生产率来评估美国东南部的Carinata生产的土壤有机碳固换的激励措施。这项研究通过采用生物能源作物Carinata来评估农民隔离SOC的激励措施。使用基于代理的建模方法模拟了两种农业管理方案 - 往常(BAU)和气候智能(无耕种)实践 - 在传统的作物轮作,相关的盈利能力,邻近农民的影响力以及个人的交往中,以说明农民的Carinata采用率。使用格鲁吉亚州,作为一个案例研究,结果表明,到2050年,农民分配了1056×10 3英亩(23.8%; 2.47英亩; 2.47英亩等同于1公顷的农田),以合同价格以每蒲式耳的蒲式耳种子的合同价格为6.5美元,并在BASECERAR中列出了BAIRE,并遇到了票价。相比之下,以相同的合同价格和SOC激励率,农民分配了1152×10 3英亩(25.9%)的土地,而在无耕作的情况下,SOC隔离为483.83×10 3 mg Co 2 E,这是BAU情况下的数量的近四倍。因此,这项研究表明了种子价格和SOC激励措施的组合,鼓励农民采用Carinata采用气候智能实践来获得更高的SOC隔离效益。关键字:基于代理的模型;生物能源;气候智能农业;土壤有机碳;激励措施,可持续航空燃料1。背景土壤有机碳(SOC)对于维持土壤质量和农业生产率至关重要(Corning等,2016)。除了其在土壤健康中的作用外,SOC对于解决气候变化问题很重要(Lal,2003; Paustian等,1997)。据估计,全球土壤中含有最大的有机碳(约2126.44 pg),这意味着SOC库存的小变化可能会对大气碳浓度产生重大影响(Stockmann等,2013)。一方面,仅释放全球SOC池的10%将相当于30年的人为温室气体(GHG)排放(Kirschbaum,2000年)。另一方面,在全球农业土壤的前1M中,土壤有机碳的每年增加0.4%,将隔离2-3 pg C年-1,有效地抵消了20-35%的全球人为温室气体发电的20-35%(Minasny等人,2017年)。因此,维持或增加SOC的全球股票不仅需要确保农业生产力和粮食安全,而且还需要打击气候变化。能源作物可以通过隔离SOC和生产低碳生物燃料的原料来在减轻温室气体中发挥重要作用(Elless等,2023)。但是,必须仔细计划生物能源作物的生产,以平衡这两个目标,并最大程度地减少食品,草原或林地土地利用的冲突(Bonin&Lal,2014; Qin等,2016)。carinata(Brassica carinata或埃塞俄比亚芥末)被确定为在美国东南部生产可持续航空燃料(SAF)(SE)的潜在主要原料(SE),因为其产量很高,干旱和热耐受性,适合冬季生产,冬季生产和低速度的成熟种子损坏(Christ et al ant Altering。Carinata的石油含量为40%,而其亲密竞争者Canola的油含量为43%(George等,2021),但在SE
摘要。在撒哈拉以南非洲,玉米是最重要的主食之一,但是长期的玉米耕作低,外部投入较低的玉米与土壤肥力的丧失有关。在添加高质量的有机资源与矿物肥料相结合以抵消这种生育能力损失时,长期有效性和与现场特性的相互作用仍然需要更多的了解。这项研究随着时间的推移而重复测量,以评估有机资源添加的不同数量和质量与矿物质氮(N)在肯尼亚进行的四次正在进行的长期实验中随着时间的推移(以及20年度的SOC股票)(以及SOC股票)的变化(SOC)的影响。这些实验是在潮湿至干燥的气候,粗到粘土土壤纹理的潮湿至干燥气候的相同处理中建立的,并且已经进行了至少16年。They received organic resources in quantities equivalent to 1.2 and 4 t C ha − 1 yr − 1 in the form of Tithonia diversifolia (high quality, fast turnover), Calliandra calothyrsus (high quality, intermediate turnover), Zea mays stover (low quality, fast turnover), sawdust (low quality, slow turnover) and local farmyard manure (variable quality, intermediate turnover).此外,添加240 kg n ha-1 yr-1作为矿物质N肥料或无肥料是分裂处理的处理。在所有四个地点上,SOC的损失主要观察到,这可能是因为在实验开始之前的几十年中,这些地点已经转变为农田。其他地点在所有治疗中都丢失了SOC,尽管以特定于现场的率。跨越地点,在0至15 cm的表土层中,SOC含量的平均下降范围从42%到最初的SOC含量的42%到13%的控制和Farmyard Munure治疗,分别为4 T C HA -1 YR -1。在4 t c ha -1年添加Calliandra或tithonia,将SOC内容物的损失限制在最初的SOC的约24%,而添加木屑,玉米Stover(在四个地点中的三个)和唯一的矿物N添加中没有显示出明显减少SOC SOC损失而不是控制。特定于地点的分析确实表明,在最初的SOC含量(约6 g kg-1)的站点上,添加了4 T C HA-1 Yr-1 yr-1 farmyard Manure或Calliandra或Calliandra,具有矿物N LED的SOC含量。虽然2021年的地下土壤SOC库存很少受到有机资源的影响(四个地点中的三个没有差异),但随着时间的推移,从SOC含量测量值(0-15 cm)获得的结果证实了结果。SOC内容的相对年度变化表明,在Farmyard肥料,Calliandra和Tithonia治疗中,比对照治疗中的特定地点更高,这表明
土壤储存的碳多于大气和植被的加在一起,这是一个令人印象深刻的事实,即在管理生态系统碳时考虑土壤的重要性。土壤不仅储存了大量的碳,而且土壤碳在生态系统中的持续时间比其他碳池更长。与植被碳相比,土壤碳的平均停留时间是数十年来的数十年,而植被碳则在数年到几个世纪的时间范围内循环回到大气中。The slow cycling of soil carbon also means accrual rates of new soil carbon are slow (Schlesinger 1990), while disturbance (e.g., land use change, erosion following biomass removal) can cause large and rapid site-level soil carbon losses (Guo and Gifford 2002, Berhe et al.2018)。因此,保护现有的土壤碳存储是管理碳的基础,因为通过管理逆转土壤碳损失至少需要数十年,有时甚至是不可能的。
fi g u r e 2实验持续时间是土壤有机碳(SOC)对氮(N)在表层土壤和地下土壤中添加的响应中最重要的预测指标。(a)模型选择分析表明,实验持续时间和植被类型是SOC对表土中N添加的响应的重要预测指标。虚线表示截止点,以区分超过0.8 Akaike-theights阈值的重要预测指标。(b)模型选择分析表明,实验持续时间是SOC对n添加的反应的重要预测指标。bnd,背景n沉积率;持续时间,实验持续时间;频率,n个加法频率;地图,平均年降水;垫子,平均年温度;速率,n添加速率。
保护农业(CA)被广泛推广为基于农业生态学的土壤保护方法。几项研究集中在撒哈拉以南非洲的CA对农作物产量和土壤水分动态的影响上,对CA对土壤有机碳(SOC)和相关分数的影响的关注有限。我们收集了马拉维以北的Mzimba区的30个配对农场的代表性土壤样品,以确定耕作和土壤深度对土壤物理化学特性,总SOC和有机碳分数的影响。未受干扰的土壤核心进行批量密度测量。使用土壤分馏方法确定不同的SOC池,而土壤物理化学分析是使用障碍土壤样品的标准实验室方法进行的。土壤有机碳含量的范围为CA图的0.4-1.8%。这显着大于在常规耕种图下测得的0.4-1.5%的SOC含量。耕作类型和土壤深度对SOC具有显着的相互作用。例如,在0-10 cm的深度与CA图下的10-30 cm相比,在0-10 cm的深度下测量了较大的SOC含量。土壤深度对大多数土壤特性具有显着影响。示例包括重颗粒有机物 - 碳(POM-C)馏分,矿物相关有机物 - 碳(MAOM-C),MAOM级分的氮和氮中的氮。在0-10 cm的土壤深度中,它们比10-30 cm的土壤深度大。但是,相比之下,耕作类型仅对较重的POM-C和MAOM-C级分有显着影响,而POM-C和MAOM-C级分比CA的大于常规耕地。保护农业显示出改善SOC及其相关分数的能力,这是针对理解土地管理对碳存储的影响的发现。
抽象有机物在土壤中的积累被理解为矿物相关(分解,微生物衍生的)有机物与自由颗粒(较少分解的植物衍生)有机物之间的动态。然而,从区域到全球尺度,主要土壤有机碳(SOC)部分的模式和驱动因素尚不清楚,并且与土壤类型之间的子宫遗传学变异保持不佳。在这里,我们将与淤泥和粘土大小的颗粒(S + C),稳定的聚集体(>63μm,SA)和颗粒有机物(POM)相关的SOC与沿着地理气候梯度采样的各种草地表土与颗粒有机物(POM)分开。两种矿物相关的部分(S + C&SA)对SOC的相对贡献在整个梯度中差异很大,而POM从来都不是主要的SOC分数。稳定的骨料(>63μm)在富含碳 - 富含碳的土壤中成为主要的SOC分数。稳定聚集体中碳的分解程度(>63μm)始终在S + C和POM级分之间,并且没有沿研究梯度变化。相比之下,与S + C分数相关的碳在富含碳 - 贫民土壤中的微生物分解较少。S + C部分中SOC的量与Pedogenic氧化物的含量和质地呈正相关,而与稳定聚集体(>63μM)相关的SOC量与Pedogenic氧化物含量呈正相关,并与温度负相关。我们提出了我们发现的概念摘要,该概念将稳定骨料(>63μm)与其他主要SOC馏分的作用整合在一起,并说明了它们在(土壤)环境梯度之间的重要性变化。