川中丘陵區(qū)典型農(nóng)田和森林土壤CO2、N2O排放預(yù)測(cè)與模型模擬.pdf

1、全球氣候變化無疑是人類面臨的嚴(yán)峻環(huán)境問題之一。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)IPCC(The Inter-governmental Panel on Climate Change)評(píng)估報(bào)告指出，大氣中溫室氣體如CO2、N2O等濃度的上升是全球氣候變暖的主要原因。農(nóng)田和森林土壤均是CO2、N2O的重要排放源，據(jù)估算每年有5％～20％的CO2、80％～90％的N2O來源于農(nóng)業(yè)土壤，森林土壤呼吸是全球土壤碳循環(huán)的重要組成部分，森林土壤N2O排

2、放對(duì)大氣N2O濃度上升也具有重要貢獻(xiàn)。
　　本文于2012年10月14日至2014年9月24日期間，采用靜態(tài)暗箱-氣相色譜法測(cè)定了川中丘陵區(qū)小麥-玉米輪作農(nóng)田和榿柏混交林土壤CO2和N2O排放通量，分析農(nóng)田和森林土壤主要環(huán)境因子如土壤溫度、濕度等對(duì)土壤CO2和N2O排放的影響。運(yùn)用觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)DNDC模型和Forest-DNDC模型進(jìn)行了驗(yàn)證。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)川中丘陵區(qū)小麥-玉米輪作農(nóng)田和榿柏混交森林土壤均為重要

3、的CO2和N2O排放源，并且CO2和N2O排放季節(jié)變化趨勢(shì)明顯。森林土壤CO2和N2O排放峰出現(xiàn)在氣溫變化和較大降雨事件之后，農(nóng)田土壤N2O排放峰由施月巴和較大降雨事件引起，而土壤呼吸速率的季節(jié)變化與氣溫變化非常相似。農(nóng)田和森林夏季土壤呼吸和N2O排放量明顯高于冬季。2012.10～2013.10農(nóng)田和森林土壤年平均呼吸速率為41.60和60.15 mg C·m-2 h-1，N2O排放速率是16.83μg N m-2 h-1和4.45μ

4、gN m-2 h-1。
　　(2)農(nóng)田和森林土壤主要環(huán)境因子變化對(duì)土壤異養(yǎng)呼吸和N2O排放具有顯著影響。其中，土壤溫度對(duì)農(nóng)田和森林土壤呼吸速率的影響可以用指數(shù)關(guān)系模型R=a×eb×T擬合，農(nóng)田和森林土壤2012.10～2013.10的Q10值為1.85和2.14，2013.10～2014.10的Q10值則為1.47和2.27。土壤溫度、濕度與農(nóng)田和森林土壤N2O排放的相關(guān)性呈顯著水平。土壤硝態(tài)氮含量與農(nóng)田和森林土壤CO2排放顯著相

5、關(guān)，與土壤N2O排放無相關(guān)性，但并不能說明硝態(tài)氮含量對(duì)土壤N2O排放無影響。農(nóng)田和森林土壤可溶性有機(jī)碳(DOC)含量與土壤CO2、N2O排放的關(guān)系均可用多元線性回歸方程進(jìn)行擬合，回歸分析表明，本地區(qū)農(nóng)田和森林土壤呼吸的主要驅(qū)動(dòng)因子是土壤溫度和濕度，農(nóng)田土壤N2O排放的主要驅(qū)動(dòng)因子是土壤硝態(tài)氮含量和DOC含量，森林土壤N2O排放的主要驅(qū)動(dòng)因子是土壤DOC含量。
　　(3) DNDC模型和Forest-DNDC模型能夠用于本地區(qū)農(nóng)田和