苏成国[1]2004年在《太湖地区稻麦轮作下农田的氨挥发损失与大气氮湿沉降的研究》文中指出在中国科学院常熟农业生态实验站上，应用密闭室法测定了稻麦轮作下小区农田试验的氨挥发过程和数量。研究了影响氮肥氨挥发的主要因素，如气候条件、施肥方法、施用表面膜、氮磷肥施用量、田面水NH_4~+-N浓度等；同时连续定点收集了当地的降水，用以研究该地区的氮湿沉降状况，以及与当地施肥的关系。研究结果如下： 1．尿素施入稻田后氨挥发高峰一般出现在施肥后的1～日天内；氨挥发损失量随施肥量而增加，但氨挥发损失率(氨挥发损失量占施入氮量的比值)却不一定如此。整个稻季中尿素的氨挥发量为16.66-75.21kg·hm~(-2)，占稻季总施氮量的6.10％-20.65％；氨挥发动态与田面水中NH_4~+-N浓度呈正相关；由于气候因素(温度、风速、日照等)、降雨与施肥先后顺序、施肥量和植株生长特点等各因素的交互作用，叁个施肥时期的氨挥发量和损失率在叁年稻季中表现出不同的大小顺序；稻田的氨挥发损失受气候条件的影响表现出明显的年际差异；与常规施肥相比，无水层混施法可以降低氨挥发损失率38.86％-69.82％，施用表面膜则可降低4.12％-31.41％，无水层混施法的效果优于表面膜。 2．麦季氨挥发高峰一般出现在施肥后的1～4日内，氨挥发过程持续时间较长；施氮量越高，氨挥发量越高，但氨挥发损失率不一定越高；叁个麦季中尿素氨挥发量为5.17-17.59kg·hm~(-2)，占总施氮量的3.06％-6.44％；麦季的氨挥发量和损失率均低于稻季；叁个施肥时期的氨挥发量均以基肥最高，而损失率在各个麦季中则表现出不同的大小顺序；无水层混施法可以比常规施肥降低氨挥发损失率17.3％-35.7％；麦季的氨挥发损失表现出明显的年际差异。 3．无论是稻季还是麦季，高磷(180kg P_2O_5·hm~(-2))和低磷(30kg P_2O_5·hm~(-2))处理比中磷(90kg P_2O_5·hm~(-2))处理均提高尿素氨挥发损失；稻季高磷和低磷处理分别提高氨挥发损失率34.9％-37.1％和28.3％-79.6％；麦季两处理分别提高43.8％-53.8％和45.4％-46.2％。4.研究区域的降雨量主要集中在卜8月，占全年总量的41.8叹卜42.湿沉降量占全年的38.48%~50.38%;湿沉降量与降雨量呈正相关，雨量呈负相关;湿沉降动态变化主要受降雨量与农田施肥的影响;入土壤或地表水中的氮为6.89一17.50掩·hm一2，其中，3%，大气氮沉降平均浓度与降稻季内由湿沉降带N风+一N35.83%一65.93%，平均值为(55.18士8.06)%;麦季内由湿沉降带入的氮为kg·腼一2，其中，N从气N的比例为48.23协75.78%，平均值为(58.57士7.的比例为6 .9界1 4.61试验结果表明，氮肥的过量施用，使氛挥发损失增加，导致大气氮湿沉降也相应。因此，只有减少氮肥施用量才能保证当地的农业可持续发展。
车升国[2]2015年在《区域作物专用复合（混）肥料配方制定方法与应用》文中进行了进一步梳理化肥由低浓度到高浓度、由单质肥到复合(混)肥、复合(混)肥由通用型走向专用化,是世界肥料发展的主要趋势。我国幅员辽阔,土壤、气候和作物类型复杂多样,农业经营以小农经济为主,规模小、耕地细碎化。因此,区域化、作物专用化是我国复合(混)肥料发展的重要方向。本文根据我国不同类型大田作物的区域分布特点,系统研究区域作物需肥规律、气候特性、土壤特点、施肥技术等因素,开展区域作物专用复合(混)肥料配方制定方法与应用研究。主要结果如下：(1)根据农田养分投入产出平衡原理,研究建立了“农田养分综合平衡法制定区域作物专用复合(混)肥料农艺配方的原理与方法”。该方法通过建立农田养分综合平衡施肥模型,确定区域作物氮磷钾施肥总量以及基肥和追肥比例,从而获得区域作物专用复合(混)肥料一次性施肥、基肥、追肥中氮磷钾配比,也即复合(混)肥料配方。通过施肥模型确定区域作物专用复合(混)肥料氮磷钾配比,使作物产量、作物吸收养分量、作物带出农田养分量、肥料养分损失率、养分环境输入量、土壤养分状况、气候生态等因素对区域作物专用复合(混)肥料配方制定的影响过程定量化。根据区域作物施肥量来确定作物专用复合(混)肥料配方,生产的作物专用复合(混)肥料可同时实现氮磷钾叁元素的精确投入。(2)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域小麦农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而获得区域小麦专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域小麦专用复合(混)肥料配方。我国小麦专用复合(混)肥料一次性施肥配方中氮磷钾比例为1：0.40：0.31,基肥配方氮磷钾比例为1：0.65：0.51。不同区域小麦专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：东北春小麦区1：0.42：0.15、1：0.60：0.21；黄淮海冬小麦区1：0.45：0.40、1：0.79：0.70；黄土高原冬小麦区1：0.50：0.09、1：0.77：0.14；西北春小麦区1：0.47：0.47、1：0.80：0.81；新疆冬春麦兼播区1：0.27：0.25、1：0.65：0.59；华东冬小麦区1：0.42：0.38、1：0.61：0.54；中南冬小麦区1：0.24：0.28、1：0.35：0.43；西南冬小麦区1：0.34：0.26、1：0.57：0.43；青藏高原冬春麦兼播区1：0.62：0.70、1：1.04：1.17。(3)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域玉米农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域玉米专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域玉米专用复合(混)肥料配方。我国玉米专用复合(混)肥料一次性施肥配方中氮磷钾比例为1：0.40：0.30,基肥配方氮磷钾比例为1：0.93：0.69。不同区域玉米专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：东北春播玉米区1：0.65：0.52、1：1.39：1.11；黄淮海平原夏播玉米区1：0.37：0.18、1：0.62：0.30；北方春播玉米区1：0.45：0.08、1：1.73：0.32；西北灌溉玉米区1：0.39：0.36、1：0.95：0.86；南方丘陵玉米区1：0.27：0.40、1：0.50：0.73；西南玉米区1：0.41：0.29、1：1.22：0.87。(4)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域水稻农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域水稻专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域水稻专用复合(混)肥料配方。我国水稻专用复合(混)肥料一次性施肥配方中氮磷钾比例为1：0.44：0.56,基肥配方氮磷钾比例为1：0.75：0.96。不同区域水稻专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：东北早熟单季稻区1：0.47：0.18、1：0.94：0.35；华北单季稻区1：0.35：0.28、1：0.61：0.50；长江中下游平原双单季稻区晚稻1：0.29：0.58、1：0.49：0.98,早稻1：0.34：0.37、1：0.57：0.63,单季稻1：0.53：0.95、1：0.92：1.63；江南丘陵平原双单季稻区晚稻1：0.42：0.75、1：0.63：1.12,早稻1：0.44：0.80、1：0.67：1.22,单季稻1：0.51：0.45、1：0.75：0.67；华南双季稻区晚稻1：0.33：0.50、1：0.61：0.92、早稻1：0.39：0.74、1：0.71：1.36；四川盆地单季稻区1：0.58：0.83、1：1.05：1.49；西北单季稻区1：0.53：0.30、1：0.90：0.52；西南高原单季稻区1：0.77：0.97、1：1.32：1.66。(5)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域马铃薯农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域马铃薯专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域马铃薯专用复合(混)肥料配方。我国马铃薯专用复合(混)肥料一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.31：0.89,基肥配方氮磷钾比例为1：0.54：1.59。不同区域马铃薯专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：北方一作区1：0.39：0.56、1：0.53：0.77；中原二作区1：0.39：0.58、1：1.10：1.62；南方二作区1：0.15：1.04、1：0.26：1.85；西南混合区1：0.47：1.55、1：0.79：2.60。(6)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域油菜农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域油菜专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域油菜专用复合(混)肥料配方。我国油菜专用复合(混)肥料一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.73：0.70,基肥配方氮磷钾比例为1：1.16：1.11。不同区域油菜专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：春油菜区1：0.70：0.55、1：0.80：0.63；长江下游冬油菜区1：0.50：0.24、1：0.86：0.40；长江中游冬油菜区1：0.60：0.56、1：1.13：1.07；长江上游冬油菜区1：1.00：1.20、1：1.20：2.34。(7)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域棉花农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域棉花专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域棉花专用复合(混)肥料配方。我国棉花专用复合(混)肥料一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.37：0.65,基肥配方氮磷钾比例为1：0.67：1.17。不同区域棉花专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：黄河流域棉区1：0.45：0.94、1：0.84：1.76；西北内陆棉区1：0.44：0.44、1：0.74：0.73；长江流域棉区1：0.24：0.65、1：0.45：1.20。(8)根据农田士壤养分综合平衡施肥模型,确定区域花生农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域花生专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域花生专用复合(混)肥料配方。我国花生专用复合(混)肥料配方全国一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.35：0.85,基肥配方氮磷钾比例为1：0.48：1.10。不同区域花生专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：东北花生区1：0.22：0.69、1：0.35：1.11；黄河流域花生区1：0.59：0.86、1：0.76：1.10；长江流域花生区1：0.31：0.90、1：0.48：1.40；东南沿海花生区1：0.35：1.07、1：0.78：2.41。(9)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域大豆农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域大豆专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域大豆专用复合(混)肥料配方。我国大豆专用复合(混)肥料一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.43：0.52,基肥配方氮磷钾比例为1：0.43：0.52。不同区域大豆专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：北方春大豆区1：0.43：0.33、1：0.43：0.33；黄河流域夏大豆区1：0.6：0.72、1：0.73：0.87；长江流域夏大豆区1：0.48：0.79、1：0.48：0.79；南方多熟制大豆区1：0.60：1.07、1：0.60：1.07。
遆超普[3]2011年在《不同空间尺度区域氮素收支》文中提出氮是生命必须的元素之一,随着人口的增加和经济的发展,人为活动增加了地球陆地生态系统的氮投入。人为活化氮的投入一方面提高了作物的产量,满足了人类对食物和能源等的需求,但是另一方面化肥过量施用、畜牧养殖废污排放、化石燃料大量使用等人类活动过程,极大地干扰了氮在大气、水、生物、土壤等圈层的相互转化及运动。地球生态系统中的氮素超负荷承载,导致了地球环境自然平衡的破坏,从而引起温室效应、臭氧层破坏、酸雨、地下水硝酸盐污染、湖泊与近海水体富营养化等一系列从区域到全球尺度的生态环境问题。因此,研究氮素的输入输出过程、控制机制、影响因素和变化趋势,对于提出针对性的氮素管理措施,从根本上控制氮素流失、加强资源保护、改善生态环境、促进社会经济可持续发展具有重要意义。近年来尽管我国在氮素投入支出方面的研究取得一定的成就,但整体上还不够完善。本研究利用实验监测数据、农户调查数据、统计年鉴数据、图形数据与公开发表的文献资料等,通过建立氮素投入(生物固氮、化学氮肥、粮食和饲料进口以及大气沉降)和氮素支出(氨挥发、流入水体、反硝化和储存、粮食和饲料出口以及生物质燃烧)模型,研究我国不同区域空间尺度氮素特征,以明确氮素的来源去向、过程机制、变化规律、影响因素及其环境效应,探索氮素流失的控制环节和主要途径。本研究取得如下主要成果和结论：1、在以稻作为主的句容农业小流域,连续两年的观测数据和农业调查数据显示,2007-2009年该流域总氮投入为1272ton,单位面积通量280 kg N ha-1 yr-1。化学氮肥是主要的氮投入来源,占总量的78.7%；流域的大气干湿沉降为39 kg N ha-1 yr-1,是第二大氮源；流域生物固氮占总氮投入的13.8%,通过粮食和饲料进口的氮体现在农作物种子的买进,仅占总氮投入量的0.6%。作为典型的农业流域,该地区没有大规模的养殖场和工厂等,流域内生产的粮食和食品大部分输出到流域之外。人畜排泄物基本还田作有机肥,通过农田有机肥和化学氮肥氨挥发的氮为188ton,占总氮投入的14.8%。调查显示该流域农作物秸秆露天燃烧量很高,通过秸秆露天和作为燃料燃烧排放到大气中的氮为140 ton,占总氮投入的11%。作为流域唯一出水口的水库,氮输出仅9.3 ton,不到总氮投入的1%,这表明句容农业流域投入的人为活化氮大部分通过氨挥发和生物质燃烧的方式排放到大气中。氮素以氨挥发、生物质燃烧排放到流域外是影响该流域氮素循环的主要因素。该农业流域内每年有637 ton氮被土壤系统本身所去除或被储存于土壤中,占总氮素投入的50%。历史资料和实测数据显示,当地土壤全氮含量并没有明显增加,因此大部分盈余氮通过反硝化进入环境。当地独特的自然景观对氮素的拦截作用、反硝化作用对水体氮的去除和大量的氨挥发、生物质燃烧是水体氮输出低的主要原因。因此,从减少氮素损失和治理环境污染的角度出发,对于稻作农业流域内的氮素管理,应该更加关注氮素的气态损失。2、在人口密集,工农业、养殖业高度发达的太湖流域常熟地区,单位面积氮素总投入为23927 kg N km-2 yr-1,折合27707 ton。化学氮肥是最大的氮源,占总氮投入的56.6%；大量的粮食和饲料的进口是该地区氮投入的主要特征,总量为6186ton,单位面积5342 kg N km-2 yr-1,占总氮投入的22.3%；大气氮沉降和生物固氮分别占总氮投入的15.5%和5.6%。通过氨挥发和生物质燃烧进入大气的氮分别为3535ton和172ton,占总量的12.8%和6.2%；通过水体输出的氮为8108ton(7002 kg N km-2 yr-1),占总投入量的29.3%。差减法显示,51.7%的氮素通过反硝化进入环境或储存在系统中。太湖地区水污染严重,大量未经处理的生活污水、工业废水直接排入水体是导致水体氮污染的主要原因。本研究显示,该地区地表水输出平均氮浓度为6mg N L-1,高于我国地表水劣五类标准。通过农村生活污水、禽畜养殖排放到水体的氮是水体氮的第一大源,占总量的26.5%；城镇居民生活污水和工业废水是第二的水体氮源,为2085ton,占流入水体总氮量的25.7%；来自农田径流和淋溶的氮占总流入水体总氮量的17.9%,大气氮沉降所占的比例仅次于农田径流和淋溶,为17.0%。作为典型的河网平原地区,水产养殖也是该地区水体氮的一个重要来源之一,占总量的8.1%。因此,在控制当地城镇生活污水、工业废水等主要水体氮污染源的同时,也要采取措施控制农村生活污水、禽畜排泄物排的排放。3、1985、1990、1995、2000、2005、2007年我国大陆生态系统氮投入总量分别为3081、3778、4418、4610、5238、5426kg N km-2 yr-1,22年间投入量增加76.1%。化学氮肥是第一大氮源,生物固氮所占比例呈现逐步下降的趋势,大气氮沉降约占总氮投入的24%。1985年以后出现粮食和饲料净进口的现状,截止2007年,通过粮食和饲料进口的氮占总氮投入的3.5%。氨挥发和流入水体的氮占总氮投入比例相当,约20%。22年间生物质燃烧排放氮占总氮投入的5.3-7.7%。通过物质平衡法估算,反硝化约占总氮支出的41%,系统储存占17%，大量的氮投入通过反硝化途径进入环境。与其他国家和地区相比,我国化学氮肥的施用是导致氮素投入水平过高的主要原因,而因此导致的大气氮沉降、氨挥发等也显着高于其他国家和地区。受地理位置、人口密度、经济发展水平、土地利用类型等因素的影响,我国氮素收支在省域尺度上差别很大。人口密度与反硝化和储存、流入水体的氮、总氮投入呈极显着直线正相关关系；耕地面积占总面积百分比、人均GDP与氮总投入、氨挥发、反硝化和储存、流入水体直线显着正相关。除林地面积百分比与生物质燃烧排放的氮直线显着正相关外,草地面积百分和林地面积百分比与氮素总投入、氨挥发、反硝化和储存、流入水体直线显着负相关。因此,在人口密度较大、经济相对发达的东部和东南沿海地区以及耕地面积比例较大的河南、山东、河北等省,氮素投入总量较高,相应的氮素流失量也较大。而在广大西北、西南地区,经济发展水平相对较低、人口密度小、土地利用类型以林地和草地为主,氮素投入较低、对环境的影响相应较小。我国长江、黄河、珠江叁大河流水体存在不同程度的氮污染情况,本研究对叁大流域的水体氮输出估算显示,长江流域是叁大流域中水体氮输出最高的流域,1985、1990、1995、2000、2005、2007年水体氮输入分别为1.90、2.43、2.59、2.76、2.61Tg,相应年份河口氮输出量为1.33、1.7、1.81、1.93、1.83Tg；黄河、珠江流域流入水体、河口输出的氮相对较低,不足1Tg。1985-2007年间,叁大流域的氮输出均呈增加的趋势,以长江流域增长较低,为37.4%,黄河流域增长最大,为61.5%。叁大流域河口氮输出估算值与实测值相比,除黄河流域因常年断流、农田灌溉用水等原因导致估算值偏高外,其他两个流域估算值与实测值一致。4、不同尺度下的氮素收支研究显示,人为活动严重影响了氮素的生物地球化学循环。化学氮肥的投入在不同尺度下均为最大的氮素来源。不同尺度下,大部分氮素都通过反硝化或者系统储存进入到环境中,反硝化与系统储存的氮约占总氮投入的50%左右。在以农业种植为主的农业小流域,氮素投入支出与农业活动紧密相关,投入到环境中的氮素主要通过氨挥发、生物质燃烧等气体形式排放到大气中,地表水径流输出很低。而在经济发达的中尺度河网平原地区,除化学氮肥外,粮食的进口占氮素投入的比重较高。大量未经处理的生活污水、工业废水、人畜排泄物等流入水体导致水体氮浓度过高,水体富营养化严重。国家尺度下,氮素的投入支出时空变化差异较大,氮素的循环过程主要受人均GDP、土地利用类型和人口密度的影响。投入到地表的氮素超过70%通过反硝化、生物质燃烧、氨挥发排放到大气中,产生酸雨沉降、温室气体等环境问题,而约有20%的氮素流入到水体,造成我国主要河流的水质污染。
谢迎新[4]2006年在《人为影响下稻田生态系统环境来源氮解析》文中进行了进一步梳理本文通过长江叁角洲地区南京、常熟和杭州叁地大气干湿沉降的全年性连续观测试验，估算了目前该地区大气干湿沉降氮的数量。通过河水氮污染状况调查和模拟稻田灌溉回填土柱淋洗试验，对当前太湖地表水氮污染源进行了评论，并估算了灌溉带入稻田的氮量。通过大型原状渗漏池试验，观测了稻—麦生长季农田淋洗氮损失、径流氮损失以及NH_3挥发损失等进入环境的活化氮量。此外，利用~(15)N同位素示踪技术，在小麦和水稻两种作物上采用大田试验和砂培试验(普通砂培和ITNI装置)两种方法研究了肥料—土壤—大气—植物之间氮的交换。主要研究结果表明： (1)通过降雨带入长江叁角洲地区的南京、常熟和杭州叁地的湿沉降氮量分别为22.7kgNha~(-1)yr~(-1)、24.5kgNha~(-1)yr~(-1)和30.0kgNha~(-1)yr~(-1)，平均为25.7kgNha~(-1)yr~(-1)；可被2molL~(-1)氯化钾(KCl)提取的大气颗粒中有农学意义的干沉降氮量为7.16kgNha~(-1)yr~(-1)。研究还发现，氮的大气干湿沉降量具有明显的季节性变化特征，湿沉降氮水稻生长季高于小麦生长季；干沉降氮的季节性变化与湿沉降氮变化相反，小麦生长季高于水稻生长季。 (2)根据常熟、南京和杭州的叁个大气沉降氮观测点的雨水NH_4~+／NO_3~-比率和δ~(15)NH_4~+值结果，探讨了雨水中NH_4~+氮的起源。雨水NH_4~+／NO_3~-比率存在季节性变化，这种变化主要是降水中NH_4~+浓度的季节性变化引起的。NH_4~+／NO_3~-比值变化与氮肥施用时间、不同作物生长季、耕作制(农田和菜地)以及季节性气候变化紧密关联。研究还发现，降水中NH_4~+的~(15)N自然丰度值也存在季节性变化，这种变化同样也与氮肥的施用时间，不同的稻麦生长季及气候的季节性变化紧密关联。因此，可以根据NH_4~+／NO_3~-比率和δ~(15)NH_4~+值的季节性变化对大气湿沉降NH_4~+的来源和陆地NH_3排放源强度进行指示。 (3)目前，长江叁角洲地区在水稻季通过河水灌溉带入稻田的氮量约为56kgNha~(-1)，相当于当季施氮量(300kgNha~(-1))的1／5左右。河水中高浓度的氮污染源主要来自农村人和动物排泄物、城市生活污水的排放以及农田氮的迁移。大气干湿沉降氮也是目前该地区地表水体重要的氮污染源之一。
吴殿鸣[5]2012年在《杨农间作系统对土壤不同形态氮素损失效应的研究》文中提出本论文研究杨农间作系统中土壤氮素随地表径流和淋溶流失的过程及特点，探讨了不同施肥量对间作系统氮素循环及土壤氮累积量的影响，分析农林间作系统氮素损失的主要影响因素和作用机理。研究结果为减轻农业面源污染，营建合理的杨农间作模式，提高氮肥利用率，改善太湖流域水环境具有一定的理论和实践意义。主要结论如下：（1）单作农田氮素的淋溶水量与降雨量呈显着正相关关系。间作系统中杨树在生长季能有效减少土壤淋溶水量。氮素的迁移和淋失以NO_3~--N形式为主，间作系统内各样点淋溶水的氮素浓度均低于单作农田，各样点氮素淋失量受林分密度、与杨树种植行的距离影响，但差异不显着。（2）地表径流量和氮素流失量随降雨强度的增加而增加。间作系统能显着减少径流量和泥沙侵蚀量，并与林分密度成呈负相关关系。地表径流中TN和NO_3~--N的浓度在产流前期较高，且随着降雨时间的延长，趋于稳定或减小，后期则又有所上升；NH_4~+-N浓度在产流初期即达最大值，后逐步下降。（3）杨麦间作系统能有效改善表层土壤（0~20cm）养分状况，20~80cm土层中NO_3~--N和NH_4~+-N含量均小于对应层次小麦单作农田的含量。间作系统中土壤NO_3~--N含量具有明显的垂直和水平分布差异性，距杨树种植行越近，NO_3~--N在不同土层中变异程度越大。（4）土壤硝态氮含量在冬小麦各个生育时期表现出一定的规律性变化。0~40cm土层硝态氮含量孕穗期最高，而后缓慢下降；40~80cm土层硝态氮含量在孕穗期之前保持较低水平，之后深层土壤的硝态氮含量有增加的趋势。（5）冬小麦根系的根长密度和根干重均随土壤深度的增加而递减，密集分布区为0~20cm土层，并随生育期呈先升高后降低的趋势，最大值出现在灌浆期。间作系统中，冬小麦根长密度和根干重均小于单作农田，越靠近林带小麦根长密度和根干重越小。杨树根长密度随土壤深度增加呈下降趋势，越靠近林带根长密度和根干重越大。杨麦间作系统中杨树和小麦根系存在一定程度的生态位重迭。（6）~(15)N微区试验表明，苋菜吸收尿素氮的比例随着施氮量的增加而减少，间作系统内肥料的利用率得到显着提高。间作系统内土壤各土层残留~(15)N含量均小于对照农田；土壤中残留肥料~(15)N以NO_3~--N形式存在的数量随施氮量的降低而降低。间作系统肥料~(15)N的损失量和损失率明显低于对照农田。
林忠成[6]2010年在《太湖地区土壤-作物系统氮素利用的综合研究》文中指出太湖地区是我国着名的农业高产区之一,以稻麦两熟为主,种植历史悠久。近年来,太湖水系水体氮、磷偏高,富营养化问题日益突出,农业面源污染受到广泛关注。该农区稻麦两熟种植体系中,氮肥投入量一直较高,过量施肥普遍,不仅肥料利用率低,而且在土壤—作物系统中氮素持续盈余,导致土壤背景氮较高。因此,从土壤—作物系统中研究氮素利用与平衡特点,以及高产与环境改善的要求,研究适宜的土壤背景氮和适宜的施氮量,对于太湖地区稻麦两熟氮素养分科学管理,降低氮素面源污染具有十分重要的理论与实践意义。本研究针对太湖地区土壤高背景氮的现状,通过施氮与不施氮耗竭的定位试验,研究施氮量与土壤背景氮对作物产量、土壤剖面氮素积累与运移、氮肥利用效率等方面的影响,期望明确维持地力、环境保护与稻麦高产、氮高效协调的适宜施肥量。试验于2007-2009年进行,2007年麦季在太湖周边地区的吴江、溧阳、宜兴、武进、常熟和相城(太湖地区农科所)等代表性农田,按0~20cm、20~40cm、40~60cm、60~80cm和80~100cm土壤剖面分层取样,研究了土壤剖面养分特征和对无机氮素的吸附特性。在此基础上,2007-2009年在太湖地区典型农区吴江市,进行3年5季(第1、2、3、4、5季分别为稻、麦、稻、麦、稻季,第6季小麦仍在进行中)稻麦轮作不施氮耗竭与施氮的组合3年定位试验,设养分不施氮耗竭区(不施氮肥区)、施氮肥区(5个水平)。以稻麦周年施纯氮量,施氮肥区全年施纯氮量分别为0(不施氮肥区,即耗竭区)、175、350、525、700、875 kg/hm2,水稻和小麦的施氮量分别占57%和43%,即稻季分别为0、100、200、300、400、500 kg/hm2,麦季分别为0、75、150、225、300、375 kg/hm2。氮肥均用尿素。水稻的氮肥运筹方式为基肥、分蘖肥、穗肥分别在倒4叶期与倒2叶期四次等量施用,小麦的氮肥运筹方式为基肥与拔节孕穗肥,二者比例为6:4。试验过程为2007年进行第一季水稻试验,以稻麦为一周年单位,第一年度(2007年)设置不施氮肥耗竭区和施氮肥区(5个水平);第二年度(2008年)施氮肥区仍按上年度施氮水平继续进行,而经1年(2008年5月份小麦收获后)的不施氮肥耗竭区上分别设置不施氮肥耗竭区和施氮肥区(5个水平);第叁年度(2009年),施氮肥区、不施氮耗竭1年后再施氮的小区仍按上年度施氮水平继续进行,而经2年(2009年5月份小麦收获后)的不施氮肥耗竭区上分别又设置不施氮肥耗竭区和施氮肥区(5个水平)。不施氮耗竭区面积在2007年按3年定位试验所需提前规划好。与此同时,在扬州大学试验基地运用土壤渗漏池(Lysimeter),系统研究了在砂土和黏土上稻麦两熟土壤—作物系统中田面水氮、氨挥发、氮素渗漏、作物吸收和土壤剖面氮素累积等氮素行为与数量特征。主要研究结果如下:1、太湖流域各县市的耕地土壤氮素含量高于省平均值,其中上层土壤全氮和速效氮含量最高,土壤氮素含量随着土壤剖面深度的增加而减小;各种土壤的不同剖面对铵态氮的吸附量不同,黏土的吸附能力高于砂性土壤,下层土壤的吸附能力高于上层;随着铵态氮浓度的增大,土壤对铵态氮吸附量都表现为增大的趋势。2、稻季氨挥发量取决于施氮后田面水NH4+-N浓度,与当次施氮量有关,均随着施氮量的增加而增大,且在施氮后1~3天左右达最大值,田面水NH4+-N浓度和氨挥发峰值同步出现,施氮后一周是减少氨挥发、防止径流氮损失的关键期;黏性土壤的氨挥发损失比例要低于砂性土壤,黏土氨挥发总损失量为10.49~87.06 kg/hm2,占施氮量的比例10.92%~21.76%,砂土氨挥发总损失量为11.32~102.43 kg/hm2,占施氮量的比例11.32%~25.61%;各次施氮后氨挥发损失量的大小依次为分蘖肥>倒4叶穗期>基肥>倒2叶穗肥,发现稻季施氮量300 kg/hm2时氨挥发量比200 kg/hm2跃增。氮素渗漏主要泡田引起,以NO3--N为主,NH4+-N很少,砂土NO3--N的渗漏多于黏土,高氮处理NO3--N的渗漏要高于低氮处理,渗漏量大的土壤要高于渗漏量小的土壤。3、土壤—作物系统不同施氮量持续施用,以及不施氮耗竭1、2年后施氮在不同施氮量条件下,各季水稻产量对当季不同施氮量的响应有明显的差异,呈现出土壤背景氮对产量的效应明显,水稻持续施氮处理当季施氮量为100 kg/hm2和200 kg/hm2时,3年水稻产量呈降低趋势,说明土壤不施氮耗竭使背景氮减小,水稻不能获得高产;当施氮量为300 kg/hm2时,持续施氮和不施氮耗竭1、2年后施氮均能获得最高产量;而高于300 kg/hm2时均引起水稻倒伏减产,所以土壤的水稻高产适宜施氮量趋于当季300 kg/hm2、周年525 kg/hm2,可以维持水稻高产的土壤背景氮。水稻累积吸氮量也呈一定的土壤背景效应,氮肥利用率随当季施氮量的增加而降低,与土壤背景氮关系不密切。4、小麦季土壤剖面中无机氮素含量不仅与当季施氮量有关,还与土壤肥力背景值有关,各个生育期土壤剖面无机氮素主要集中在0~30 cm土层,且随着施氮量增加而增加,30~100 cm土层无机氮素对施氮量300~375 kg/hm2有明显地响应,拔节期以后已有明显的淋溶效应;施氮量300~375 kg/hm2土壤中无机氮素的残留量一直较高,小麦成熟期土壤无机氮量与播种期相比,施氮量375 kg/hm2处理仍在增加,施氮量小于300 kg/hm2处理均有所减少;小麦—土壤系统氮素表观损失量随着施氮量的增加而增大,施氮处理75 kg/hm2和375 kg/hm2的损失量和损失率(占相应施氮量的比例)分别为26.20 kg/hm2、34.93%,168.64 kg/hm2、44.97%。从小麦各个生育阶段氮素的损失情况来看,播种至返青期氮素表观损失最多,且随着施氮量的增加而增大,因此要控制前期基肥的施用量;拔节至开花期小麦吸肥量最多,低氮处理(75 kg/hm2和150 kg/hm2)出现氮素亏缺,而高氮处理(300 kg/hm2和375 kg/hm2)氮肥表观损失依然较高,土壤中一直存在着较多的无机氮素;小麦施氮量不超过225 kg/hm2较为适宜。5、土壤剖面氮素含量主要在耕作层,土壤氮素含量随着土壤深度的增加呈减小趋势,在土壤层次40~50cm处达到最小值,尔后略有增大趋势,不施氮处理土壤剖面氮素含量要比试验前减小,呈现氮素养分耗竭的作用;一旦施氮土壤耕作层的氮素含量对氮肥有响应,且随着施氮量的增加而增大,下层土壤氮素也增大,低氮处理(年施氮量为175 kg/hm2和350 kg/hm2)增加较少,而高氮处理(年施氮量为700 kg/hm2和875 kg/hm2)土壤剖面氮素含量显着增大;第五季作物水稻收获后不施氮耗竭2年后施氮处理的土壤剖面氮素含量要低于不施氮耗竭1年后施氮处理和持续施氮处理的相应处理;小麦季土壤剖面氮素含量特别是上层土壤要显着低于水稻季,耗竭效应对旱季小麦的产量影响作用较大;当季施氮均能改变土壤氮素含量,且与施氮量相关。本研究在稻麦较高产的条件下,兼顾氮肥利用效率,综合考虑水稻季施氮后氨挥发效应、土壤氮素渗漏特点和小麦季土壤剖面无机氮素的变化等研究结果表明,太湖流域获得当前生产上水稻目标产量9750 kg/hm2和小麦目标产量6000 kg/hm2,水稻的适宜施氮量为225~300 kg/hm2,小麦的适宜施氮量为180~225 kg/hm2,较有利于维持地力、稻麦高产、氮相对高效和生态安全。
单立楠[7]2015年在《不同施肥模式下菜地氨素面源污染特征及生态拦截控制研究》文中进行了进一步梳理蔬菜种植是我国重要的农田利用方式之一,在实际生产中,氮肥不合理施用问题突出,造成菜地氮素的大量损失,从而导致严重的菜地氮素面源污染问题。本研究在太湖苕溪流域集约化蔬菜种植基地开展为期叁年的田间小区试验,选取大白菜地为研究对象,研究了在七种不同的施肥模式(不施肥、有机肥、常规化肥、有机无机复混肥、硫包衣尿素、生物碳能尿素、蔬菜专用缓释肥)下菜地氮素氨挥发、径流流失、淋溶损失的特征及影响机理,以及不同施肥模式对大白菜产量、品质及氮肥利用率的影响。此外,本研究针对太湖流域典型菜地面源污染特点,构建了适用于菜地的面源污染生态拦截系统,并进行工程示范及效果分析。本研究结果为蔬菜种植业选择环保、经济的氮肥施用模式提供理论依据,为菜地面源污染防治提供技术支持和工程示范。主要研究结果如下：(1)氨挥发率与表层土(0-5 cm)pH、NH4+-N含量均呈显着正相关关系,不同施肥模式影响表层土pH、NH4+-N含量的变化,进而显着影响菜地氨挥发进程。有机肥、常规化肥、有机无机复混肥处理氨挥发主要发生在施肥后7d内,其峰值出现在施肥后第3-4 d,在施肥后14d内下降至接近对照水平；叁种缓释肥的施用可延长氨挥发进程,显着削弱氨挥发速率,其挥发率峰值发生在施肥后7-9 d,在施肥后20 d左右下降至对照水平。与常规施肥相比,有机肥的施用会促进氨挥发,增加率为11.77%-18.46%；有机无机复混肥的施用可在一定程度上削弱减菜地氨挥发作用,削减率达9.09%-13.16%；叁种缓释肥的施用对氨挥发的控制效果显着,其中蔬菜专用缓释肥控制效果最佳,削减率达79.44%～84.77%。(2)NO3--N为菜地氮素径流流失的主要形态,其流失量占TN流失量的49.32%～71.82%,且径流水NO3--N浓度与TN浓度动态变化间存在极显着正相关关系。常规化肥处理氮素径流流失量最大,达10.43～22.68kg·hm-2,其净流失率为3.48%～7.56%。相比常规化肥处理,施用有机肥和有机无机复混肥都可在一定程度上控制菜地氮素流失,其削减率分别为15.70%～18.14%、27.37%～36.27%；与常规化肥处理相比,叁种缓释肥处理可避免因施肥、降雨而引起的径流水氮素浓度的急剧升高,对控制菜地氮素径流损失具有非常显着的效果,其中蔬菜专用缓释肥处理效果最佳,其氮素流失削减率达59.79%～63.59%。(3)NO3--N为菜地淋溶水氮素的主要形态,其淋失量占TN淋失量的53.99%～78.59%,且淋溶水NO3--N浓度与TN浓度动态变化间存在极显着线性正相关关系。施肥可显着加剧菜地氮素淋溶损失,常规化肥处理TN淋失量显着高于其他处理,淋失总量为：15.83～28.08 kg·hm-2,净淋失率为：4.80%-8.35%。与常规化肥处理相比,施用有机肥及有机无机复混肥对菜地TN淋失具有一定的控制作用,削减率分别为16.68%～23.58%、25.83%～31.40%,但有机肥的施用却加剧了NH4+-N的淋失。硫包衣尿素、生物碳能尿素、蔬菜专用缓释肥的施用对TN淋失的控制效果非常显着,削减率分别达：50.45%～63.03%、49.43%～55.71%、52.40%-60.90%。氮素淋失严重影响菜地地下水水质,各处理地下水NO3--N浓度与淋溶水NO3--N浓度间均存在显着的线性正相关关系。各施肥模式地下水NO3--N浓度介于0.27～35.93 mg·L-1之间,相比常规化肥,施用有机肥、有机无机复混肥及缓释肥均可降低菜地地下水硝酸盐污染的风险,其中施用缓释肥效果最为突出。(4)不同施肥模式是影响大白菜产量、品质及氮肥利用率的主要因素。与常规化肥相比,有机肥的施用显着降低了大白菜的产量及氮肥利用率,而施用有机无机复混肥及缓释肥可提升大白菜产量及氮肥利用率,其中,缓释肥的施用对蔬菜氮肥利用率的提升效果最为突出。与不施氮肥处理相比,氮肥的施用,降低了大白菜的品质,但相比常规化肥处理,施用有机肥、有机无机复混肥及缓释肥对蔬菜品质均有不同程度的提升。(5)在典型蔬菜集约化种植区构建“新型农田生态沟渠—生态消纳塘水肥一体化—过滤型主排水渠拦截系统”示范工程,能够显着削减菜地排水氮、磷含量。工程运行第2年总排水口TN浓度为1.56～3.41mg·L-1,与工程建设前相比,降低47.24%～66.84%；总排水口TP浓度为1.12～0.28mg·L-1,与工程建设前相比,降低43.43%～81.58%。此生态拦截系统可有效控制菜地排水对周边河道、湖泊水体的污染,降低水体富营养化风险,形成示范区良好的生态景观,同时生态塘水肥一体化系统可实现区域水体循环利用,提高农田经济效益,具有很好的推广价值。
彭畅[8]2015年在《吉林半湿润区玉米旱田氮素收支特征及适宜用量研究》文中认为以吉林省中部半湿润区玉米田为研究对象,用大田试验-微区试验相结合的方法,连续4年进行作物施肥试验和氮素收支观测,研究春玉米连作种植制度下的农田氮素沉降输入、作物携出、土壤残留和淋溶损失等主要过程,明确了氮素农学效应与氮素收支的耦合关系；在此基础上,从减少氮肥用量以改善环境效应、合理确定施肥量以保证作物产量的角度,提出了施肥肥料种类、数量及其组合的最佳施肥方案。试验研究所得主要结果如下。(1)作物生育期内农田大气氮素湿沉降量平均值为18.3 kg/hm2,相当于当地农田平均施氮量(150kg/hm2)的12.2%；若按作物生育期降水量为全年降水量的2/3、且降水氮浓度相同估计,该地全年农田氮沉降量可达27 kg/hm2以上,相当于当地化肥氮素施用量的18%左右。湿沉降总氮浓度平均值为4.14 mg/L；其中铵态氮1.13 mg/L,硝态氮1.49 mg/L,两者之和占总氮的57%,可见氮素大气湿沉降已经成为当地农田的氮素重要来源。农田氮素湿沉降量年际间、年内季节间变差较大,年际间氮湿沉降量与年降水量呈正相关关系；年内以5-6月降水氮浓度最高,而单次降水氮沉降量与其降水量亦呈显着或极显着正相关关系。(2)玉米产量和吸氮量与施氮量关系可用“直线加平台”和“二次曲线”表达。将相对最高产量95%的产量对应的施氮量作为经济高效施氮量,则高产、中等产量的施氮量分别是现行习惯施氮量(250 kg/hm2)的72%和56%。氮农学效应随施氮量呈指数下降、表观氮平衡则随施氮量呈线性上升,而氮投入与净收入之间关系符合报酬递减率。当施氮量为211kg/hm2时有最高收益,其净收入为19815元/hm2。据施肥表观平衡点、氮肥用量与作物产量、施用氮肥投入与净收入之间关系,综合确定当地玉米田合理氮施用量区间为159 kg/hm2-187kg/hm2,依此施肥可获得相对高额产量、较高净收入并能降低淋失风险。而就肥料种类而言,连续3年单施有机肥和有机无机配施产量接近或超过单施化肥区产量,不仅稳产高产,还能减本增效、获得良好的环境生态效益。(3)农田本底总氮年流失量(无肥区,CK)为5.00 kg/hm2. a,施氮肥处理总氮年流失量为4.53kg/hm2.a-7.17kg/hm2..a,本底氮流失量占施肥处理氮流失量的70%以上。农田氮流失量决定于淋溶液数量及其浓度。不施肥处理(CK)、施磷钾处理(NO)全氮浓度四年平均分别为14.08 mg/L和16.22mg/L,而其它施用氮肥处理则为17.07 mg/L-22.72 mg/L；施化学氮肥处理明显高于不施氮素化肥处理。而淋溶液的数量、浓度与一次降雨的雨量大小及整个生育期总降雨量密切相关。当降雨量小于42.8mm时,各处理淋溶液一般不超过3.7mm；统计结果表明,当降雨量大于42.8mm时,每增加1mm降雨量,淋溶液量升高0.15mm。每年可收集淋溶液5次-11次、平均7次-8次,且主要发生在6月-7月。事实上,淋溶液数量在处理间也表现出了较大差异。各处理深层渗漏淋溶水量占同期降雨量的3.00%-5.53%；其中,CK和NO处理淋溶液数量较大,约为29.0mm；其他处理淋溶液数量为18.7mm-22.0mm。由于本数据来自渗漏微区观降雨的观测,故这一变差可能主要受修建渗漏池时充填土壤的均匀性的影响。(4)每年秋收后土壤中无机态氮含量随氮素化肥用量增加呈指数形式上升。施氮量大于250 kg/hm2时,秋收后土壤中的无机态氮素随氮肥用量增加的速率明显提高。观测结果表明,当季硝态氮淋溶深度约为60cm-80cm;因此,为减少氮的淋失损失、降低生产投入,施氮量以不超过250 kg/hm2为宜。(5)根据作物土壤缓冲力定义,获得了不同产量水平下的防止土壤氮素明显流失的施氮缓冲区。由玉米产量-硝态氮流失量关系获得的施氮量缓冲区为159 kg/hm2-161 kg/hm2,即施氮量不应大于161 kg/hm2。由玉米产量-土体无机氮残留量关系获得的施氮缓冲区为140kg/hm2-250kg/hm2;即随着施氮水平提高,作物对氮的表观吸收比率从53.8%下降到20.4%,表观氮残留和其他损失的比例则表现出同步上升的趋势,而土壤氮表观平衡点的施氮量为187 kg/hm2。由投入—净收益曲线求得的最大经济效益施氮量为211 kg/hm2;以地下水Ⅲ类标准硝酸盐限值(20 mmg/L)作为淋溶水质指标上限,由施氮量一淋溶液硝态氮浓度关系求得的最大施氮量为242 kg/hm2。综上所述,从保证作物产量和防止氮素损失、减少对环境的负荷多角度综合考虑,吉林中部玉米栽培氮素化肥用量以159 kg/hm2-187kg/hm2用量为宜。在确定氮素肥料用量时应将大气降水湿沉降带入到田间的氮素数量包括在内,合理控制秋收后土壤中的氮素残留,尽量减少被淋溶进入到地下深层及进入地下水的氮素数量。由于当地耕地土壤肥力较高且较大差异,因此要科学管控化肥的施用,做到因地制宜,氮素化肥施用尽量满足高产、低投入、少污染、可持续多目标要求,即实现经济、社会、生态与环境效益的统一。
卢娜[9]2011年在《土地利用变化碳排放效应研究》文中提出气候变化,特别是全球气候变暖是当今人类面临的严峻挑战,是国际社会公认的全球性环境问题。化石能源燃烧和土地利用变化等人类活动造成的温室气体排放增加是引起气候变暖的主要原因。土地作为人类活动的承载体,能源消耗、产业布局、经济建设等人类活动都与土地利用密切相关,并由土地利用类型转换、土地利用结构调整等引起或体现。在发展低碳经济背景下,研究如何通过转换土地利用类型、调整土地利用结构和创新土地利用技术来实现节能减排是有重要意义的。目前,有关能源消费碳排放的研究主要集中在碳排放与经济增长关系、碳排放影响因素、碳排放动态变化等方面。有关土地利用变化与碳排放相结合的研究主要集中在两个方面：一个方面是采用相关模型分析、预测耕地、林地、草地、建设用地等土地利用类型转换对碳排放的影响；另一个方面是通过长期定位观测试验测定不同土地利用管理方式对碳排放的影响。已有研究大都集中于土地利用变化碳排放研究的某一个方面,缺少一个系统的分析框架探讨不同层面的土地利用变化对碳排放的影响。本研究将在已有研究基础上,深入系统分析土地利用变化对碳排放的影响,为降低土地利用碳排放强度,并为面向低碳经济的土地利用类型转换、结构调整和技术推广提供参考。本文采用“理论分析框架—实证分析检验—结论与政策建议”的逻辑步骤进行分析,首先构建宏观、中观、微观叁个层面的理论分析框架,即土地利用类型转换、土地利用结构调整和土地利用技术变化对碳排放的影响；然后运用相关模型进行了实证分析；最后总结研究结论,提出相应政策建议。宏观层面从能源消费角度分析土地非农化对碳排放的影响。首先分析了土地非农化碳排放量、碳强度和碳足迹的时空变化特征；然后利用协整理论检验了土地碳排放与经济增长之间的关系；并采用对数均值指数分解法分析经济增长的规模效应(土地产出效应、土地规模效应)、结构效应(产业结构效应、能源结构效应)与技术效应(能源强度效应)对碳排放的贡献。研究结果表明：(1)从碳排放总量来看,2002-2008年我国土地利用碳排放总量增加了0.5 Gt,其中居民点及工矿用地碳排放量占排放总量的85.36%；交通用地碳排放量增长速度最快,年均增长速度13.09%。从碳强度来看,土地非农化导致土地利用碳强度总体呈增加趋势,其中交通用地碳强度最高,平均值达到37.51t/hm2。从终端化石能源消耗角度考虑,土地非农化碳排放并未造成生态赤字,但是生态盈余数量在不断减小,我国面临的生态环境压力不断增强。不同省份各地类的碳排放总量、碳强度差异较大,但是总体上呈现由东部沿海地区向西部逐渐减少的趋势；从碳足迹来看,我国东部地区生态赤字较大,而西部地区则出现生态盈余。(2)土地利用碳排放与经济增长之间存在长期协整关系,但是短期内仅存在土地碳排放是经济增长的Granger原因,反之则不成立,即两变量之间仅存在单向因果关系；结构效应中的能源结构效应与规模效应(土地产出效应、土地规模效应)的累积效应对碳排放呈正效应,而技术效应(能源强度效应)与结构效应中的产业结构累积效应对其呈负效应；不同效应累积贡献率绝对值由大到小依次为土地产出效应>能源强度效应>产业结构效应>能源结构效应>土地规模效应。不同地类碳排放主要影响效应类型是不同的,其中能源强度累积效应是农用地碳排放的主要贡献效应类型,土地产出累积效应是居民点工矿用地和交通用地碳排放的主要贡献效应类型。不同效应类型对不同地类碳排放作用方向也并不完全一致,其中能源结构效应对交通用地呈负效应,对农用地和居民点用地作用方向呈波动变化；土地规模效应对农用地呈负效应,对居民点和交通用地呈正效应,能源强度效应与土地产出效应对不同地类分别呈负效应和正效应。中观层面主要分析土地利用结构调整对碳排放的影响,即建设用地产业结构调整对建设用地碳强度影响和农用地种植业结构调整对农田系统碳净吸收影响。首先通过继续采用对数均值指数分解法分析产业结构调整对实施不同产业发展战略的典型省份—北京、湖北和贵州建设用地碳强度变化的贡献；接着采用碳吸收/排放估算模型、重心移动模型和C-D生产函数分析了种植业结构调整对我国农田系统碳净吸收时空变化的影响。研究结果表明：(1)产业结构效应对北京、湖北建设用地碳强度变化呈负效应,对贵州则呈正效应；对于北京这类实施产业转移战略,并且产业结构较优化的地区,产业结构调整效应对降低建设用地碳强度的贡献小于第二产业碳强度；对于湖北省这类产业结构优化速度缓慢,承接产业转移的地区,其产业结构调整对降低建设用地碳强度的贡献不足以抵消第二产业造成的碳强度的增加；对于贵州省这类承接产业转移,产业结构调整处于波动状态的地区,产业结构调整对其建设用地碳强度贡献小于产业强度,但是不可忽略。(2)我国农田系统碳净吸收呈波动增加趋势,其中以粮食作物净吸收所占比重为主；东南区与蒙新区是农田系统碳净吸收比重下降和增加速度最快的地区,而西南区已逐渐成为我国农田系统碳净吸收的主要贡献区；碳净吸收重心偏离我国几何中心,总体呈向西北方向移动的趋势。种植结构调整对碳净吸收影响较大,并且对不同区域碳净吸收作用方向与贡献率不同,对除东北区和长江中下游区以外其他六区域的碳净吸收影响较显着。虽然粮食作物播种面积所占比重不断下降对农田系统碳净吸收产生了较显着的负效应,但是目前在我国大多数区域,其对碳净吸收的负效应还不足以抵消常规投入(如化肥)对其产生的正效应。微观层面主要分析农业生产技术引致的土地利用变化对碳排放的影响。以太湖流域水稻生产为例,借助产业生态学评价方法—生命周期评价方法,评价不同施肥技术(常规施肥技术和测土配方施肥技术)下水稻生产生命周期温室气体排放对环境产生的影响。研究结果表明：与常规施肥技术相比,测土配方施肥技术能够使单位面积养分投入量减少40.38 kg/hm2,从而生产1t水稻能够使能源消耗减少227.74 MJ,全球变暖潜力减少40.48 kg CO2-eq;氮素投入的减少,同时使环境酸化潜力减少3.76 kg SO2-eq,富营养化潜力减少0.71 kg PO43-eq。采用测土配方施肥技术能够使水稻生产过程中产生的温室效应指数减小6.32%。虽然降低幅度不大,但是该技术对减缓温室效应发挥了一定的作用,能够促进农业生产的节能减排。基于以上研究结论,我们可以得到以下叁点政策启示：(1)合理控制土地非农化数量,有效提高能源利用效率。在不影响经济增长的前提下,通过提高技术效应和优化结构效应,一定程度上可以减缓碳排放量的大量增加。通过改革能源价格,将环境成本和资源稀缺成本内部化；通过建立透明的价格形成机制,引导能源的合理消费,并且提高能源利用效率。(2)优化土地利用结构,减少碳源,增加碳汇。在实施“退二进叁”发展战略过程中,不同地区承担角色的不同决定了不同地区的侧重点不同。产业转移区应侧重降低产业碳强度,特别是第二产业碳强度；产业承接区应侧重提高产业准入门槛,并淘汰落后的高耗能、高污染、高排放产业,一定程度上提高产业的清洁生产。在不影响粮食安全的前提下,通过加大经济作物的种植比重,提高农业产出,从农田系统碳吸收的角度考虑一定程度上是可行的；在耕地资源较稀缺的农业生产区域,可以通过提高农业生产技术和管理水平提高作物碳吸收量,如实行农林复合种植模式,实行少免耕耕作方式等。(3)提高土地利用技术,减缓温室效应。环境友好型农业生产新技术有利于实现农业节能减排,因此可以一方面从行政管理入手,制定农业减排目标,建立农业减排评价体系,逐步推进农业节能减排的发展；另一方面,从政策引导入手,通过制定相关经济政策,形成农业减排的激励机制,促进农业减排的快速发展；第叁,政府对农业生产土地利用新技术的支持力度应该不断加大,用以扩展农业减排的空间。
徐爱兰[10]2007年在《太湖流域典型圩区农业非点源污染产污规律及模型研究》文中指出农业非点源污染是水系或水体水质恶化的最主要原因，同时也是土地生产力退化的直接动因，农业非点源污染又往往与流域水文过程具有不可分割的关系。太湖流域现有圩区总面积约14541平方公里，占流域平原陆域面积的51％。这些圩区有效保护了人民的生命财产安全，促进了经济发展和社会稳定，但由于土壤中肥料、农药、盐分的淋溶而不断积聚，引起圩区水质变化，给区域生态环境带来影响，对流域水环境构成严重威胁。同时由于圩区与外界水流交换的特殊性，其营养盐产生、迁移及转化规律亦具有其独特性和复杂性，因此研究太湖流域典型圩区非点源污染产污特征具有十分重要的意义。 本文在太湖流域平原河网地区选择典型圩区以及试验小区，开展野外原位试验。通过野外观测和室内分析相结合的方法，研究圩区及不同土地利用下各形态营养盐在自然降雨-径流驱动下的迁移特征，建立了稻季营养盐的迁移通量与径流通量、施肥量及降雨距施肥间隔天数等因素的定量化关系，重点分析了不同上地利用下营养盐迁移的频率分布特征和空间分布特征，以及导致营养盐迁移时空分布存在显着差异的主要原因，对比了不同土地利用下各形态营养盐的迁移通量。 研究中采用美国农业部农业研究局(ARS)开发的SWAT模型进行非点源污染模拟计算，SWAT模型是一个连续时间的分布式模型。本次研究尝试将SWAT模型运用在中国太湖平原河网地区典型圩区，预测流域内复杂变化的下垫面条件、土地利用方式及不同管理措施对流域产汇流及非点源污染物质的产输出的影响。利用06年5月18日至06年10月31日圩区的实测资料进行模型的率定，结果表明SWAT模型可以应用于太湖流域典型圩区的非点源污染模拟。
参考文献：
[1]. 太湖地区稻麦轮作下农田的氨挥发损失与大气氮湿沉降的研究[D]. 苏成国. 南京农业大学. 2004
[2]. 区域作物专用复合（混）肥料配方制定方法与应用[D]. 车升国. 中国农业大学. 2015
[3]. 不同空间尺度区域氮素收支[D]. 遆超普. 南京农业大学. 2011
[4]. 人为影响下稻田生态系统环境来源氮解析[D]. 谢迎新. 中国科学院研究生院（南京土壤研究所）. 2006
[5]. 杨农间作系统对土壤不同形态氮素损失效应的研究[D]. 吴殿鸣. 南京林业大学. 2012
[6]. 太湖地区土壤-作物系统氮素利用的综合研究[D]. 林忠成. 扬州大学. 2010
[7]. 不同施肥模式下菜地氨素面源污染特征及生态拦截控制研究[D]. 单立楠. 浙江大学. 2015
[8]. 吉林半湿润区玉米旱田氮素收支特征及适宜用量研究[D]. 彭畅. 沈阳农业大学. 2015
[9]. 土地利用变化碳排放效应研究[D]. 卢娜. 南京农业大学. 2011
[10]. 太湖流域典型圩区农业非点源污染产污规律及模型研究[D]. 徐爱兰. 河海大学. 2007