CN113866386B - 一种土壤有机碳补偿量的估算方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种土壤有机碳补偿量的估算方法及系统,涉及土壤碳储量技术领域。所述估算方法包括:确定预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量;基于土壤碳平衡,根据所述土壤碳排放量,计算所述土壤样品的土壤有机碳预计投入量;根据所述土壤有机碳预计投入量、农作物残留碳含量和有机肥碳含量计算有机肥实际投入量;所述农作物残留碳含量为农作物残留在所述土壤样品中的碳含量。本发明能够准确估算土壤有机碳的补偿量,进而准确确定有机肥的投入量。
Description
技术领域
本发明涉及土壤碳储量技术领域,特别是涉及一种土壤有机碳补偿量的估算方法及系统。
背景技术
由于农业管理措施可以改变农田土壤碳库状况,故农业土壤碳库易受到人为活动的干扰。其中,有机物质投入是影响农田土壤固碳的决定性因素之一。合理的有机物投入可以建立良性农田微生物循环机制,提高土壤肥力,改善土壤结构,因此有机物质投入也是植烟土壤保育的重点措施之一。
目前生产上多以作物产量、质量为目标来确定有机肥的投入量,但是具体投入多少有机肥,现在尚无明确的技术方案和估算模型。
发明内容
本发明的目的是提供一种土壤有机碳补偿量的估算方法及系统,能够准确估算土壤有机碳的补偿量,进而准确确定有机肥的投入量。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种土壤有机碳补偿量的估算方法,所述估算方法包括:
确定预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量;
基于土壤碳平衡,根据所述土壤碳排放量,计算所述土壤样品的土壤有机碳预计投入量;
根据所述土壤有机碳预计投入量、农作物残留碳含量和有机肥碳含量计算有机肥实际投入量;所述农作物残留碳含量为农作物残留在所述土壤样品中的碳含量。
可选地,所述确定预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量,具体包括:
根据预测时段的日均温度,计算预测时段的累积积温;
根据所述预测时段的累积积温和土壤有机质含量,计算所述预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量;所述土壤有机质含量是从土壤样品中获取的。
可选地,所述根据预测时段的日均温度,计算预测时段的累积积温,具体包括:
根据公式计算预测时段的累积积温;
其中,TCC表示预测时段的累积积温,Ti表示第i天的日均温度,n表示预测时段的天数。
可选地,所述根据所述预测时段的累积积温和土壤有机质含量,计算所述预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量,具体包括:
根据公式RCC=0.177×TCC×SOM0.311计算所述预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量;
其中,RCC表示预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量,TCC表示预测时段的累积积温,SOM表示土壤有机质含量。
可选地,所述基于土壤碳平衡,根据所述土壤碳排放量,计算所述土壤样品的土壤有机碳预计投入量,具体包括:
根据公式计算所述土壤样品的土壤有机碳预计投入量;
其中,BCinput表示土壤有机肥碳预计投入量;RCC表示预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量。
可选地,所述估算方法还包括:
根据公式RootC=Root×Rc计算农作物残留碳含量;
其中,RootC表示农作物残留碳含量,Root表示农作物残留物的生物量,Rc表示农作物残留物的碳含量。
可选地,所述根据所述土壤有机碳预计投入量、农作物残留碳含量和有机肥碳含量计算有机肥实际投入量,具体包括:
根据公式F=(BCinput-RootC)/FC/Fω计算有机肥实际投入量;
其中,F表示有机肥实际投入量,BCinput表示土壤有机肥碳预计投入量,RootC表示农作物残留碳含量,Fω为有机肥含水量,FC为有机肥碳含量。
可选地,所述预测时段的日均温度通过气象观测站获取。
为达上述目的,本发明还提供了如下技术方案:
一种土壤有机碳补偿量的估算系统,所述估算系统包括:
土壤碳排放量确定模块,用于确定预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量;
土壤有机碳预计投入量计算模块,用于基于土壤碳平衡,根据所述土壤碳排放量,计算所述土壤样品的土壤有机碳预计投入量;
有机肥实际投入量计算模块,用于根据所述土壤有机碳预计投入量、农作物残留碳含量和有机肥碳含量计算有机肥实际投入量;所述农作物残留碳含量为农作物残留在所述土壤样品中的碳含量。
可选地,所述土壤碳排放量确定模块,具体包括:
累积积温子模块,用于根据预测时段的日均温度,计算预测时段的累积积温;
土壤碳排放量计算子模块,用于根据所述预测时段的累积积温和土壤有机质含量,计算所述预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量;所述土壤有机质含量是从土壤样品中获取的。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
本发明首先确定预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量,然后基于土壤碳平衡,计算土壤样品的土壤有机物预计投放量,进而根据土壤有机碳预计投入量、农作物残留碳含量和有机肥碳含量计算有机肥实际投入量,实现对有机肥的实际投入量的准确计算。本发明提供的土壤有机碳补偿量的估算方法为土壤保育奠定理论基础,同时对农业可持续发展具有重要的意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明土壤有机碳补偿量的估算方法的流程示意图;
图2为本发明土壤有机碳补偿量的估算系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种土壤有机碳补偿量的估算方法及系统,以土壤碳平衡为发点,构建了土壤有机碳投入预测模型,为土壤保育奠定理论基础,同时对农业可持续发展具有重要的意义。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示,本实施例提供一种土壤有机碳补偿量的估算方法,包括:
步骤100,确定预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量。
具体地,所述步骤100包括:
步骤1001,根据预测时段的日均温度,计算预测时段的累积积温。
具体地,根据公式计算预测时段的累积积温;其中,TCC表示预测时段的累积积温(℃),Ti表示第i天的日均温度(℃),n表示预测时段的天数。优选地,所述预测时段的日均温度通过气象观测站获取。
步骤1002,根据所述预测时段的累积积温和土壤有机质含量,计算所述预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量;所述土壤有机质含量是从土壤样品中获取的。
具体地,所述步骤1002包括:根据公式RCC=0.177×TCC×SOM0.311计算所述预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量;其中,RCC表示预测时段内累积的土壤碳排放量(kg/ha),TCC表示预测时段的累积积温(℃),SOM表示土壤有机质含量(g/kg)。
步骤101,基于土壤碳平衡,根据所述土壤碳排放量,计算所述土壤样品的土壤有机碳预计投入量。
具体地,所述步骤101包括:根据公式计算所述土壤样品的土壤有机碳预计投入量;其中,BCinput表示土壤有机肥碳预计投入量(kg/ha);RCC表示预测时段内累积的土壤碳排放量(kg/ha)。
步骤102,根据所述土壤有机碳预计投入量、农作物残留碳含量和有机肥碳含量计算有机肥实际投入量;所述农作物残留碳含量为农作物残留在所述土壤样品中的碳含量。具体地,所述有机肥碳含量为有机肥中的含碳百分量。
进一步地,所述估算方法还包括:根据公式RootC=Root×Rc计算农作物残留碳含量;其中,RootC表示农作物残留碳含量,Root表示农作物残留物的生物量(kg/ha),Rc表示农作物残留物的碳含量(%)。其中,所述农作物残留物的生物量具体为土壤样品中残留的农作物残差及根系等的生物量。
在本发明具体实施例中,所述步骤102包括:
根据公式F=(BCinput-RootC)/FC/Fω计算有机肥实际投入量。其中,F表示有机肥实际投入量(kg/ha),Fω为有机肥含水量(%),FC为有机肥碳含量(%)。
实施例二
如图2所示,本实施例提供一种土壤有机碳补偿量的估算系统,包括:
土壤碳排放量确定模块200,用于确定预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量。
具体地,所述土壤碳排放量确定模块200包括:
累积积温子模块2001,用于根据预测时段的日均温度,计算预测时段的累积积温。
土壤碳排放量计算子模块2002,用于根据所述预测时段的累积积温和土壤有机质含量,计算所述预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量;所述土壤有机质含量是从土壤样品中获取的。
土壤有机碳预计投入量计算模块201,用于基于土壤碳平衡,根据所述土壤碳排放量,计算所述土壤样品的土壤有机碳预计投入量。
有机肥实际投入量计算模块202,用于根据所述土壤有机碳预计投入量、农作物残留碳含量和有机肥碳含量计算有机肥实际投入量;所述农作物残留碳含量为农作物残留在所述土壤样品中的碳含量。其中,所述有机肥碳含量为有机肥中的含碳百分量
实施例三
在本实施例中提供一种土壤有机碳补偿量的估算方法,且本实施例与实施例一的区别在于:预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量Rcc(即在没有施用有机肥条件下,土壤呼吸产生的碳排放量)采用直接测定法获得数据,因此但本实施例的技术方案相较于实施例一的技术方案需要更多人力及设备投入,成本较高。
相对于现有技术,本发明还具有以下优点:
(1)外源有机碳(有机肥)施入土壤后,对土壤有机碳分解有替代作用,此时总土壤碳排放并不等于两者简单的加和,而本发明提供的技术方案解决了有机肥、有机碳相互作用下对土壤有机碳的补偿作用。
(2)本发明以土壤有机碳排放量作为计算参数,间接考虑了气候的影响。
(3)本发明无需大量测试与人工投入,简单、易行。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.一种土壤有机碳补偿量的估算方法,其特征在于,所述估算方法包括:
确定预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量;
基于土壤碳平衡,根据所述土壤碳排放量,计算所述土壤样品的土壤有机碳预计投入量;
根据公式计算所述土壤样品的土壤有机碳预计投入量;其中,BCinput表示土壤有机肥碳预计投入量;RCC表示预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量;
根据所述土壤有机碳预计投入量、农作物残留碳含量和有机肥碳含量计算有机肥实际投入量;所述农作物残留碳含量为农作物残留在所述土壤样品中的碳含量;
根据公式RootC=Root×Rc计算农作物残留碳含量;其中,RootC表示农作物残留碳含量,Root表示农作物残留物的生物量,Rc表示农作物残留物的碳含量;
根据公式F=(BCinput-RootC)/FC/Fω计算有机肥实际投入量;其中,F表示有机肥实际投入量,BCinput表示土壤有机肥碳预计投入量,RootC表示农作物残留碳含量,Fω为有机肥含水量,FC为有机肥碳含量。
2.根据权利要求1所述的土壤有机碳补偿量的估算方法,其特征在于,所述确定预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量,具体包括:
根据预测时段的日均温度,计算预测时段的累积积温;
根据所述预测时段的累积积温和土壤有机质含量,计算所述预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量;所述土壤有机质含量是从土壤样品中获取的。
3.根据权利要求2所述的土壤有机碳补偿量的估算方法,其特征在于,所述根据预测时段的日均温度,计算预测时段的累积积温,具体包括:
根据公式计算预测时段的累积积温;
其中,TCC表示预测时段的累积积温,Ti表示第i天的日均温度,n表示预测时段的天数。
4.根据权利要求2所述的土壤有机碳补偿量的估算方法,其特征在于,所述根据所述预测时段的累积积温和土壤有机质含量,计算所述预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量,具体包括:
根据公式RCC=0.177×TCC×SOM0.311计算所述预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量;
其中,RCC表示预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量,TCC表示预测时段的累积积温,SOM表示土壤有机质含量。
5.根据权利要求2所述的土壤有机碳补偿量的估算方法,其特征在于,所述预测时段的日均温度通过气象观测站获取。
6.一种土壤有机碳补偿量的估算系统,其特征在于,所述估算系统包括:
土壤碳排放量确定模块,用于确定预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量;
土壤有机碳预计投入量计算模块,用于基于土壤碳平衡,根据所述土壤碳排放量,计算所述土壤样品的土壤有机碳预计投入量;
根据公式计算所述土壤样品的土壤有机碳预计投入量;其中,BCinput表示土壤有机肥碳预计投入量;RCC表示预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量;
有机肥实际投入量计算模块,用于根据所述土壤有机碳预计投入量、农作物残留碳含量和有机肥碳含量计算有机肥实际投入量;所述农作物残留碳含量为农作物残留在所述土壤样品中的碳含量;
所述估算方法还包括:根据公式RootC=Root×Rc计算农作物残留碳含量;其中,RootC表示农作物残留碳含量,Root表示农作物残留物的生物量,Rc表示农作物残留物的碳含量;
根据公式F=(BCinput-RootC)/FC/Fω计算有机肥实际投入量;其中,F表示有机肥实际投入量,BCinput表示土壤有机肥碳预计投入量,RootC表示农作物残留碳含量,Fω为有机肥含水量,FC为有机肥碳含量。
7.根据权利要求6所述的土壤有机碳补偿量的估算系统,其特征在于,所述土壤碳排放量确定模块,具体包括:
累积积温子模块,用于根据预测时段的日均温度,计算预测时段的累积积温;
土壤碳排放量计算子模块,用于根据所述预测时段的累积积温和土壤有机质含量,计算所述预测时段内土壤样品累积的土壤碳排放量;所述土壤有机质含量是从土壤样品中获取的。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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