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土地利用变化与施肥管理方式对黑土碳库的影响（英文版），ISBN：9787030274427，作者：Han Xiaozeng，Li Haibo 著
土地利用变化与施肥管理方式对黑土碳库的影响：图书简介 本书深入探讨了人类活动，特别是土地利用方式的转变与不同施肥管理策略，对全球关键土壤类型之一——黑土（Chernozem）碳库动态变化的复杂影响。黑土以其深厚的腐殖质层和卓越的肥力而闻名，是全球重要的粮食生产基地，同时也是巨大的陆地碳汇。然而，不当的土地管理实践正在威胁着这一宝贵的自然资源及其固碳能力。 本书并非仅仅停留在描述现象，而是构建了一个多尺度的分析框架，综合考虑了气候梯度、土壤成因、农业技术演变与区域生态经济背景对黑土碳储量、组分稳定性和温室气体排放通量的综合作用。 第一部分：黑土的特性、全球分布及其碳汇地位的重估 本部分首先对黑土的形成、理化性质（尤其是其高有机质含量、独特的粘粒矿物组成及团聚体结构）进行了详尽的梳理。重点分析了黑土的全球分布热点，特别是欧亚大草原、北美大平原等地的主要分布区域，并基于最新的遥感数据和实地采样，重新评估了这些区域黑土层中当前碳储量的绝对值及其在区域乃至全球土壤碳库中的占比。 一个核心观点是，黑土的碳库稳定性高度依赖于其原生植被类型（如草原生态系统）所形成的精细团聚体网络。任何破坏这一结构的土地利用方式，都可能导致碳的快速释放。 第二部分：剧烈的土地利用变化与碳释放的驱动机制 本部分聚焦于历史和近代的土地利用剧变对黑土碳库的冲击。 1. 农耕化进程的“碳冲击”： 详细分析了将原生草原转化为集约化耕地后，土壤有机质（SOM）分解加速的生化过程。书中引入了“氧化潜力”和“微生物活性边界”的概念，解释了深层土壤暴露于大气后，微生物群落如何迅速矿化稳定的古老碳。通过对比不同历史时期开垦的土地，量化了不同阶段的碳损失速率。 2. 连续耕作与休耕的长期效应： 考察了不同耕作制度对土壤垂直碳分布的影响。揭示了传统深松耕作如何通过增加土壤通气性（即氧气供应）而成为持续的碳损失源，并比较了免耕（No-till）技术在不同气候区（干旱、半湿润）对减缓碳损失的异质性效果。 3. 城市化和退化： 探讨了在黑土区边缘地带，工业化和城市扩张导致的土壤侵蚀、压实和覆盖改变，如何通过改变水热条件，进一步影响了剩余农田的碳保持能力。 第三部分：施肥管理方式的精细调控——碳库的稳定与提升 本部分是本书的实践核心，详细剖析了不同施肥策略对黑土碳库动态的“双刃剑”效应。 1. 氮肥的“碳效益”与“碳代价”： 深入研究了氮素（N）对土壤微生物群落结构和功能的调控机制。一方面，适度的氮肥投入能够促进植物生物量的增加，从而增加地上和地下的碳输入；另一方面，过量施氮（特别是氮铵态氮）会酸化土壤，改变微生物的碳利用效率（CUE），并可能通过提高一氧化二氮（N₂O）排放，间接影响气候效应。书中给出了不同黑土类型下的氮素临界点。 2. 磷钾肥与有机质的协同作用： 分析了磷（P）和钾（K）的缺乏如何限制了植物对碳的固存能力。特别关注了有机-无机肥配施体系下，有机质的稳定化过程。通过对不同腐殖酸组分的分析，论证了适当补充磷素如何增强土壤矿物对有机碳的吸附，从而提高中长期碳的稳定性。 3. 缓控释肥料与生物刺激剂的应用： 评估了新型肥料技术在减少环境影响和优化碳库管理方面的潜力。重点分析了微生物生物刺激剂（Biostimulants）对土壤团聚体形成的诱导作用，以及这种作用如何间接保护了深层碳。 第四部分：综合模型预测与可持续管理路径 本书最后部分将理论与实践相结合，提出了面向未来的黑土碳汇管理策略。 1. 耦合模型构建： 建立了一个综合考虑气候情景、施肥反应和耕作制度的黑土碳动态模型。该模型超越了传统的C/N比预测，融入了土壤水力学参数对微生物呼吸的反馈机制。 2. 碳汇潜力评估与政策建议： 基于模型预测，量化了在当前技术水平下，通过优化施肥（精准施肥、有机肥替代部分化肥）和推广保护性耕作，未来五十年黑土区实现碳中和甚至净碳汇转化的潜力。为政策制定者提供了基于科学证据的土地管理指南，旨在平衡粮食安全与气候韧性之间的关系。 本书适合土壤学家、农业生态学家、环境科学家以及从事可持续农业政策制定的专业人士深入研读。它为理解和保护全球重要的黑土资源，提供了严谨而前瞻性的科学视角。
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