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文檔簡(jiǎn)介
1、溫室氣體能夠引起全球變暖和臭氧層破壞。近年來,CO2、CH4和N2O作為最主要的溫室氣體越來越受到各國科學(xué)家的關(guān)注,其中農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)排放大量溫室氣體。本研究依托同步模擬自由大氣CO2濃度升高和溫度升高的T-FACE觀測(cè)研究平臺(tái),以我國太湖地區(qū)典型的稻麥輪作生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象,采用靜態(tài)暗箱-氣相色譜法原位觀測(cè)稻田CH4和N2O的排放通量,了解CO2濃度、溫度升高及其交互作用對(duì)該系統(tǒng)CH4和N2O排放的影響。
田間試驗(yàn)包括一個(gè)稻麥
2、輪作周期,2011年在T-FACE試驗(yàn)田中進(jìn)行,模擬自由大氣CO2濃度和溫度升高(大氣CO2濃度升高,C;溫度升高,T;兩者交互處理,CT)對(duì)稻田CH4和N2O排放的影響。
主要研究結(jié)果如下:
1.溫度和CO2濃度升高均顯著增加水稻生長(zhǎng)季CH4排放,且促進(jìn)效應(yīng)C>CT>T。水稻植株參與下稻田CH4排放高于無植株參與條件,對(duì)應(yīng)的本地自由大氣處理(CK)稻田CH4季節(jié)平均排放通量分別為1.88和1.08mg·m-2·h-
3、1。水稻植株參與條件下C、CT和T處理的CH4季節(jié)平均排放通量分別為6.99、3.87和2.99mg·m-2·h-1;無植株參與條件下各處理的CH4季節(jié)平均排放通量分別為4.50、2.61和1.94mg·m-2·h-1。有無水稻植株參與下,較CK處理,C、CT和T處理下的CH4累計(jì)排放量分別增加了273%、106%、59%和317%、142%、79%(P<0.05)。
2.從整個(gè)水稻生長(zhǎng)季的N2O排放強(qiáng)度來看,水稻植株參與下N
4、2O排放高于無植株參與條件,對(duì)應(yīng)的本地自由大氣處理(CK)稻田N2O季節(jié)平均排放通量分別為207.21和135.51μg·m-2·h-1,水稻植株參與下N2O排放增加53%。水稻植株參與下C、CT和T處理的N2O季節(jié)平均排放通量分別為331.10、266.06和193.87μg·m-2·h-1;無水稻參與條件下各處理的N2O季節(jié)平均排放通量分別為236.11、199.41和151.78μg·m-2·h-1。水稻植株參與下,C和CT處理下
5、的稻田N2O累計(jì)排放量顯著增加了62%和29%,T處理下卻減少了7%,且T處理與CK處理沒有顯著差異;無水稻植株參與下,C、CT和T處理的N2O累計(jì)排放量分別增加了74%、45%和11%(P<0.05)。
3.從整個(gè)小麥生長(zhǎng)季的N2O排放強(qiáng)度來看,自由大氣CO2濃度和溫度升高能夠顯著增加N2O季節(jié)排放(P<0.05),且尤以CO2濃度升高的增加效應(yīng)最為顯著。有無小麥植株參與下,相對(duì)于CK處理,C、CT和T處理下的N2O累計(jì)排放
6、量分別增加了26%、5%、1%和24%、11%、6%。小麥植株參與條件下C、CT和T處理的N2O季節(jié)平均排放通量分別為406.12、337.94和325.66μg·m-2·h-1;無小麥植株參與條件下各處理的N2O季節(jié)平均排放通量分別為376.20、335.89和332.33μg·m-2·h-1。冬小麥植株參與下,N2O排放總量由10.08kgha-1提高到10.71kgha-1。
4.稻麥輪作系統(tǒng)的溫室氣體(CH4和N2O)
7、排放與作物因子密切相關(guān),溫度和CO2濃度升高顯著增加了水稻的生物量,相對(duì)于CK而言,C、T和CT處理導(dǎo)致水稻的生物量分別增加了24%、7%和16%。水稻植株參與下CH4和N2O排放高于無水稻參與條件,無論有、無水稻植株參與,稻田CH4和N2O排放量與水稻生物量具有顯著的線性相關(guān)關(guān)系。小麥生長(zhǎng)季幾乎沒有CH4的排放,小麥植株參與增加N2O排放。水稻植株參與增加N2O排放53%,小麥植株參與增加N2O排放6%。對(duì)于水稻和小麥單個(gè)生長(zhǎng)季,植株
8、參與下CH4和N2O排放的GWP值分別比無植株參與提高了62%(P<0.05)和6%(P=0.07)。對(duì)于整個(gè)稻麥輪作周期而言,植株參與下CH4和N2O排放的GWP值比無植株參與提高了28%(P<0.05)。
全文結(jié)論:
1.自由大氣CO2濃度和溫度升高能夠顯著增加稻田CH4排放,且尤以CO2濃度升高的增加效應(yīng)最為顯著,小麥生長(zhǎng)季幾乎沒有CH4排放。
2.除了水稻植株參與下T處理減少稻田N2O排放,其他處理
9、都增加稻田N2O排放,且自由大氣CO2濃度和溫度升高各處理都能夠顯著增加小麥生長(zhǎng)季N2O排放。
3.稻麥輪作系統(tǒng)的溫室氣體(CH4和N2O)排放與作物因子密切相關(guān),水稻植株參與條件下CH4和N2O排放高于無植株參與條件,稻田CH4、N2O排放量與水稻生物量具有顯著的線性相關(guān)。水稻和小麥植株參與下N2O排放增加,且水稻植株參與下N2O排放增加比率高于小麥植株。對(duì)于整個(gè)稻麥輪作周期而言,植株參與可以提高CH4和N2O排放的GWP值
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