川中丘區(qū)稻田生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體排放研究——以四川省金堂縣為例.pdf

1、本文以四川省金堂縣為研究區(qū)域，通過2005年5月～2006年5月對研究區(qū)域農(nóng)戶目前的作物栽培制度、管理方法、作物產(chǎn)出等進(jìn)行調(diào)查和分析，進(jìn)行土樣、水樣的測定，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料，利用DNDC模型模擬目前農(nóng)戶作物生產(chǎn)條件下稻田溫室氣體的排放情況，并和專家高產(chǎn)管理方法的溫室氣體排放進(jìn)行比較。在農(nóng)戶調(diào)查的基礎(chǔ)上，改變目前的生產(chǎn)條件中的某些影響因子，進(jìn)一步研究和預(yù)測稻田溫室氣體的排放情況，提出減少研究區(qū)域內(nèi)稻田溫室氣體排放的措施。主要結(jié)論如下：

2、 1.研究區(qū)域農(nóng)戶常規(guī)栽培管理水平下C02、CH4和N20排放情況 (1)冬水田(PF)，油菜一水稻田(RR)和小麥一水稻田(Rw)。PF、RR和Rw的C02年排放量分別為：4102 kg·hm<'-2>、7512 kg·hm<'-2>和8111 kg·hm<'-2>。PF水稻生長期和休閑期C02排放通量分別為25.48 kg·hm<'-2>·d<'-1>和3.36 kg·hm<'-2>·d<'-1>，前者是后者的7.5

3、8倍。RR和Rw水稻生長期CO<,2>排放通量平均為23.32 kg·hm<'-2>·d<'-1>和25.21kg·hm<'-2>·d<'-1>。PF、RR和Rw水稻生長期CO<,2>排放通量差別不大。RR和RW非水稻生長期的CO<,2>排放通量分別為19.34 kg·hm<'-2>·d<'-1>和20.96 kg·hm<'-2>·d<'-1>，分別為PF休閑期的5.76和6.24倍。 (2)PF水稻生長期CH4排放通量為2.2

4、4 kg·hm<'-2>·d<'-1>。休閑期CH<,4>排放通量為0.51kg·hm<'-2>·d<'-1>。水稻生長期CH4排放通量是休閑期的4.39倍。水稻生長期CH<,4>排放量為291kg·hm<'-2>，占全年總CH4排放量(411 kg·hm<'-2>)的80.73％。 PF的N20排放量僅為5.12kg·hm<'-2>·a<'-1>。水稻生長期和冬閑期N<,2>O通量分別為0.033和0.0036 kg·hm<'

5、-2>·d<'-1>，前者是后者的9.17倍。水稻生長期N<,2>O排放量為4.28 kg·hm<'-2>，占全年總N<,2>O排放量的83.59％。 (3)PF在采用水旱輪作制后，CH4排放量大大降低，RR和RW全年CH4排放量分別為146.kg·hm<'-2>和149 kg·hm<'-2>，分別為PF的35.64％和36.25％。RR和RW全年N<,2>O排放量分別為14.78 kg·hm<'-2>和17.40 kg·hm<

6、'-2>，分別為PF的2.89倍和3.40倍。 (4)CH<,4>和N<,2>O的排放量在水稻整個(gè)生長季節(jié)存在明顯的互為消長的關(guān)系。CH<,4>排放多時(shí)N<,2>O排放少，CH<,4>排放少時(shí)N<,2>O排放多。 (5)綜合考慮PF、RR和RW排放CO<,2>、CH<,4>和N<,2>O的全球增溫潛勢(GWP)。PF、RR和RW由CH<,4>和N<,2>O)：產(chǎn)生的GWP：PF>>Rw>RR。而由CO<,2>、CH<,4

7、>和N<,2>O產(chǎn)生的GWP：RW>RR>PF。 2.作物高產(chǎn)管理方法和農(nóng)民常規(guī)方法CO<,2>、CH<,4>和N<,2>O排放量的比較 改用專家的管理方法后，全年P(guān)F、RR和RW的CO<,2>排放量分別由41 11 kg·hm<'-2>、7512 kg·hm<'-2>～3118111 kg·hm<'-2>增加到4187 kg·hm<'-2>、7794 kg·hm<'-2>和138427 kg·hm<'-2>，分別增加了

8、2.07％、3.75％和3.90％；N<,2>O排放量分別由5.12kg·hm<'-2>、14.78kg·hm<'-2>和17.40kg·hm<'-2>增加到7.67 kg·hm<'-2>、15.79 kg·hm<'-2>和119.21 kg·hm<'-2>，分別增加了49.80％、6.83％和10.40％；CH4的排放量分別由411 kg·hm<'-2>、146 kg·hm<'-2>和1149 kg·hm<'-2>減少到319kg·h

9、m<'-2>、65 kg·hm<'-2>和67 kg·hm<'-2>，分別減少了22.38％、55.62％和55.03％；全年CO<,2>、CH<,4>和N<,2>O的GWP，分別減少了8.47％、8.48％和6.20％。 3.模擬不同栽培條件的改變對溫室氣體排放的影響 (1)在氮肥種類和用量方面：施用相同純氮量的氮肥，就NzO排放量而言，尿素要顯著高于碳銨。氮肥施用量(折純N)大于200 kg·hm<'-2>，N20排

10、放量均隨每百千克純氮的投入量增加呈極顯著增加。 (2)有機(jī)肥種類和動(dòng)物糞尿投入量方面：相同碳含量有機(jī)肥的施用條件下，CH<,4>排放量(p<0.0 1)：農(nóng)家肥>>綠肥≈稻草秸桿≈動(dòng)物糞尿≈堆肥；N<,2>O排放量(p<0.01)：動(dòng)物糞尿>>農(nóng)家肥≈綠肥>稻草秸桿≈堆肥。隨著動(dòng)物糞尿施肥量的增加，CO<,2>、CH<,4>和N<,2>O的排放量均增加。 (3)曬田和不曬田：冬水田采用專家的曬田方法，CH<,4>排放量減

11、少了27.57％；N<,2>O和CO<,2>排放量都略有增加，而總的GWP下降了9.10％。 (4)耕地深度：隨著耕地深度的增加，CO<,2>的排放量逐漸增加，CH<,4>的排放量下降。在0～10cm范圍內(nèi)，N<,2>O排放量隨著耕地深度的增加而增加，但在耕地深度達(dá)20 cm時(shí)，N<,2>O排放量減少，其原因還有待于進(jìn)一步研究。 (5)年平均氣溫和年降雨量變化方面：隨著年平均氣溫的增加，各種溫室氣體的年排放量均呈增加趨勢

12、，存在正反饋的效應(yīng)。隨著年降雨量的增加，對CO<,2>和CH<,4>排放量影響不大，而N<,2>O的排放量逐漸減少。 (6)土壤PH值、有機(jī)質(zhì)含量和質(zhì)地變化：土壤PH值變化對CO<,2>和CH<,4>排放量影響不大，而N<,2>O的排放量隨PH值的變化呈“拋物線”形狀；土壤PH=7左右時(shí)，N<,2>O的排放量最大。土壤有機(jī)質(zhì)方面，隨著土壤有機(jī)質(zhì)含量的增加，CO<,2>的排放量呈極顯著增加，N<,2>O的排放量呈顯著增加，而CH<