耿会立[1]2004年在《典型草地生态系统CO_2、CH_4和N_2O通量特征及其与环境因子的关系》文中提出本论文以我国内蒙古温带半干旱草原生态系统为主要研究对象，选择锡林河流域四个不同水热状况和土壤理化性质条件的草地生态类型：草甸草原、羊草草原、大针茅草原、克氏针茅草原，利用静态箱－气相色谱法对四个不同草地类型的叁种温室气体 CO2、CH4和 N2O 进行野外定位观测，并同步观测了气温、地温（0cm、5cm、10cm）、土壤含水量等环境因子，在此基础上分析和研究了四个不同草地类型的温室气体（CO2、CH4和 N2O）的日变化和季节变化特征及其与主要环境因子的关系，主要研究结论如下：1. 不同草地类型土壤CO2通量多为正值，草原土壤与大气CO2交换表现为释放源的特征。 草地生态系统 CO2 排放通量的日变化有昼高夜低的特点，通量最大值一般出现在上 午 11:30，最小值均出现在早晨 7:30，原状草地和处理草地（去掉植物地上部分） CO2 排放通量的日变化范围分别为 134.82～542.74mg·m-2·h-1 和 159.27～435.20 mg·m-2·h-1；各草地类型 CO2通量均表现出较明显的季节变化规律，即夏季出现最高 峰，秋冬季逐渐降低。沿降水梯度四个草地类型 CO2 通量平均值分别为：361.24、 248.24、316.33、223.66 mg·m-2·h-1。CO2 通量与气温和地温的相关关系均达到了 0.01 或 0.05 的显着性水平，与土壤水分无显着相关性，但水分在一定程度上也影 响了 CO2的排放通量，尤其在干旱的克氏草原，水分对 CO2通量的影响较为明显。2. 不同草地类型 CH4通量多为负值，半干旱草原生态系统是大气 CH4的吸收汇。CH4通 量的日变化型式比较复杂，吸收通量的最大值出现在晚上，原状草地和处理草地（去 掉植物地上部分）CH4吸收通量的最小值分别出现在上午 9:00 和和下午 16:30，CH4 吸收通量的日变化与温度无明显的数值关系；各草地类型 CH4 吸收通量存在较明显 的季节变化规律，夏季高于冬季。沿降水梯度四个草地类型 CH4通量平均值分别为： 0.0555、0.0503、0.0568、0.0657 mg·m-2·h-1。CH4吸收通量与气温和地温有较好的 相关性，其相关关系分别达到了 0.01 或 0.05 的显着性水平。与水分的关系，除草 甸草原 CH4吸收通量与土壤含水量呈显着负相关外，其它类型草原 CH4吸收通量与土 壤含水量的相关关系均未达到显着性水平。3. 不同草地类型 N2O 通量多为正值，半干旱草原生态系统与大气 N2O 交换表现为明显的 源。N2O 通量具有较明显的日变化规律，排放高峰出现在早上 9:00，排放通量基本 上白天大于夜间；N2O 通量的季节变化受观测日天气的影响较大，10 月份的阴天大 风天气和 12 月份地面的积雪使得该观测日 N2O 通量的观测值较大。沿降水梯度四个 草地类型 N2O 通量平均值分别为：0.0056、0.0056、0.0049、0.0038 mg·m-2·h-1。 N2O 通量与温度和土壤含水量都有一定的相关性，但均未达到显着性水平，说明影响 N2O 排放通量的环境因子比较复杂，应综合起来进行分析。4. 对不同草地类型 CO2、CH4和 N2O 通量的对比分析显示：对于 CO2排放通量平均值，草
刘树伟[2]2012年在《农业生产方式转变对稻作生态系统温室气体（CO_2、CH_4和N_2O）排放的影响》文中指出农田生态系统在全球大气温室气体(CO2、CH4和N2O)收支中扮演着十分重要的角色,是主要的温室气体排放源之一。农业生产方式转变被认为是影响农田温室气体排放的主要人为因素之一,因此探讨和研究农业生产方式转变对我国农田温室气体排放的综合影响,进而合理评价不同农业生产方式下农田生态系统的综合温室效应、温室气体排放强度及其生态生产效益显得尤为重要。本研究主要以我国华东地区典型的稻麦轮作生态系统为研究对象,采用静态暗箱-气相色谱法田间原位同步测定CO2、CH4和N2O的排放通量,探讨基于水分管理的常规农业管理措施对该系统的温室气体排放的影响,及其相关的过程和机理。田间试验包括以下五个部分：2O10年水稻苗床试验研究水稻育秧方式转变(区分为常规水育和旱育苗床)和氮肥施用类型(无机氮肥施用,IF；有机氮肥施用,OF；有机/无机氮肥混合施用,CF3处理)对苗床期CH4和N2O排放的影响；2011年水稻生长季大田试验研究水稻不同种植方式(区分为常规移栽和旱直播)结合缓释高效肥、硝化抑制剂以及高价铁氧化物微量元素调理剂施用(区分为对照无肥料及调理剂施用处理、普通尿素施用处理、树脂包膜尿素施用处理、硫包尿素施用处理、尿素配合双氰胺和对苯二酚混合施用处理以及尿素配合氢氧化铁胶体施用共6个大田试验处理)对水稻生长季CH4和N2O排放的综合影响。2007年水稻生长季大田试验研究灌溉水源(区分为污水灌溉和常规灌溉)对稻田CH4和N2O排放的影响；2007-08年稻麦轮作周期内,采用区组设计研究水稻生长季的不同水分管理方式(持续淹水,F；淹水-烤田-淹水,F-D-F；淹水-烤田-淹水-湿润灌溉,F-D-F-M)和氮肥施用(水稻生长季分O、100、200、300kgN.hm-24水平；冬小麦生长季分0、75、15O、250kg N.hm-24水平)对整个稻麦轮作周期N2O排放的影响；2009-10年稻麦轮作周期研究高价铁氧化物(稻季和麦季的氢氧化铁胶体施用量均分0、4、8t.ha-13水平)施用对整个稻麦轮作系统CO2、CH4和N2O排放的综合影响及固碳效应；主要研究结果如下：1.不同育秧方式和肥料施用下的水稻苗床系统温室气体(CH4和N20)排放差异显着。相对于常规水育秧(F),旱育(M)方式下无机N肥施用(IF)、有机/无机N肥混合施用(CF)和有机N肥施用(OF)3处理的CH4排放量分别减少了50%、25%和14%。与IF处理相比,F和M两种育秧方式下OF处理的CH4排放分别增加了44%和148%。同样,两种不同育秧方式下的N2O排放差异也较为明显,但不同施肥类型之间并无显着差异。与F育秧方式相比,M育秧方式下IF、CF和OF3种施肥处理的N2O排放总量分别增加了186%、132%和72%。F和M两种育秧方式下苗床期N2O累计排放总量分别占秧苗期施N量的0.20-0.24%和0.41-0.57%。相对于F育秧方式,M育秧方式下来自于CH4和N2O的综合净GWP在20年和100年的时间尺度上分别降低了13-46%和11-39%。与IF施肥处理相比,F和M两种育秧方式下OF处理的CH4和N2O的综合净GWP分别增加了43%和107-132%。本研究结果表明,旱育秧方式并减少有机N肥投入将减缓来自于苗床系统的CH4和N2O排放的综合温室效应。2.综合不同的施肥处理,常规移栽(TPR)和直播稻(DSR)生产方式下的CH4累计排放量之间具有显着差异(P=0.01),与常规移栽稻田相比,直播稻田的CH4累计排放量减少了59%。综合不同的水稻生产方式,不同施肥处理之间的CH4累计排放量并没有显着差异(P=0.14),同时水稻栽培方式和肥料施用之间也没有互作效应(P=0.40)。两种不同的水稻栽培方式下的N2O排放量具有显着差异(P=0.02)。与移栽稻相比,直播稻的生育期N2O排放总量平均增加了38%。两种不同水稻栽培方式下不同肥料施用处理之间的N2O排放量差异达到了极显着水平(P<0.001),在同等施N水平下,相对于常规尿素施用(U),移栽和直播稻田硫包尿素施用处理(U-S)的N2O排放分别增加了12%和11%；脲甲醛施用处理(UF)的N2O排放分别减少了38%和33%；尿素配合硝化抑制剂-双氰胺和对苯二酚施用处理(U+DCD+HQ)的N2O累计排放量分别减少了54%和60%。然而常规移栽方式下与U处理相比,尿素配合氢氧化铁胶体施用处理(U+Fe)的N2O累计排放量增加了18%。常规移栽和直播生产方式下,作物收获时的地上生物量与CH4和N2O排放总量呈显着正相关。3.污水灌溉下的CH4季节排放总量显着高于常规河水灌溉。与常规河水灌溉相比,污水灌溉方式下,有无化学N肥施用处理的CH4累计排放量分别增加了27%和33%。与无N肥施用对照处理相比,污水和常规河水灌溉方式下化学N肥施用处理的CH4累计排放量分别减少了8%和12%。方差分析表明,水稻生长季的N2O累计排放总量受灌溉类型和N肥施用的显着影响(P<0.001),污水灌溉和N肥施用显着增加N2O排放,且两者趋于存在交互作用。污水和常规河水灌溉方式下,来自于N肥施用的N2O直接排放系数分别为0.71%和0.52%,相应的N2O-N背景排放量依次分别为0.81kg·hm-2和0.30kg·hm-2,而本研究中由于灌溉污水引入N源所导致的N2O间接排放系数为0.73-0.92%。从各处理CH4和N20排放的综合GWP值来看,与常规河水灌溉相比,在20年和100年的时间尺度上污水灌溉方式下的净GWP显着增加。N肥施用显着增加了N2O排放,但却同时降低了CH4排放。在100年的时间尺度上,化学N肥施用轻微增加了净GWP,但其效应在两种水源灌溉方式下均不明显。相比之下,与对照相比,本研究中N肥施用显着降低了单位产量的GWP。总体来说,污水灌溉条件下的相对较高的净GWP值表明污水相对于无污染的河水灌溉将加剧来自于稻田系统CH4和N2O排放的综合温室效应。4.与淹水-烤田-淹水(F-D-F)和淹水-烤田-淹水-湿润灌溉(F-D-F-M)的水分管理方式相比,持续淹水(F)显着减少了水稻生长季的N2O排放,但却明显增加随后的非水稻生长季(包括休耕期和后季麦田)的N2O排放。中期烤田和后期湿润灌溉方式下的干湿交替阶段显着促进了水稻生长季的N2O排放,但却一定程度上抑制了后季麦田的N2O排放。但就全轮作周期而言,本研究中水稻生长季的3种不同水分管理下的N2O累计排放总量相当。稻麦轮作系统的N2O排放系数和背景排放量与水稻生长季的水分管理方式密切相关,稻麦轮作周期的N2O累计排放量随着氮肥施用量的增加而增加,除了水稻生长季持续淹水(F)方式下N2O排放量与施氮量之间并没有明显的对应关系。以上F、F-D-F和F-D-F-M3种水分管理方式下全轮作周期化肥N的N2O直接排放系数平均分别为0.87%、0.97%和0.85%。综合3种不同水分管理方式,全轮作周期的N2O直接排放系数和背景排放量平均分别为0.89%和1.80kgN20-N.hm-2。5.稻麦轮作系统的温室气体(CO2、CH4和N2O)排放与氧化铁施用密切相关,氧化铁施用显着降低了全轮作系统的CO2排放。与对照相比,全年轮作系统Fe-M和Fe-H处理的CO2排放量分别减少了26%和32%。本研究中作物系统-大气之间CO2的生态系统净交换量(NEE)显着受氧化铁施用的影响。对NEE的估算结果表明稻田系统的固碳效应明显要高于后季的冬小麦旱作生态系统。与对照相比,氧化铁的施用显着增强了全年稻麦轮作系统的碳汇功能(F2,6=14.5,P<0.01),水稻生长季和随后的非水稻生长季的固碳潜力分别提高了19-21%和57-90%。与对照相比,氧化铁施用显着降低了水稻生长季的CH4排放(F2,6=22.7,P<0.01),Fe-M和Fe-H处理的CH4排放量相比于对照分别减少了27%和44%。方差分析表明,氧化铁施用显着增加了水稻生长季的N2O排放(F2,6=8.4,P=0.02)、非水稻生长季的N2O排放(F2,6=23.4,P<0.01)以及整个轮作周期的N2O排放(F2,6=28.6,P<0.001)。较对照而言,全年轮作周期氧化铁施用处理的N2O排放量增加了65-100%。全年轮作系统所有处理的CO2、CH4和N2O的地-气净交换估算(NGHGB)结果为负表明,稻麦轮作生态系统对大气中的CO2的净固定量已超越了过程中系统所排放的CH4和N2O的CO2等效量。尽管氧化铁施用刺激了稻麦轮作系统N2O排放,但却很大程度上降低了CH4排放并且增强了该农业生态系统对大气中CO2的固定潜力,进而降低了100年时间尺度上的综合NGHGB。全文结论：1.水稻不同育秧方式和肥料施用影响苗床期CH4和N2O排放。相对于常规水育苗床,旱育苗床并减少有机N肥投入在培育壮苗的同时可以减缓苗床期CH4和N2O排放的综合温室效应。2.常规移栽和直播生产方式下稻田的CH4和N2O排放差异显着。综合两种水稻生产方式下稻田系统的作物生产效益和综合温室效应,相对于直播稻而言,常规移栽稻田多种肥料的综合施用都不同程度地加剧水稻生长季CH4和N2O排放的综合温室效应,尤其是常规尿素和脲甲醛施用下的增温效应最为明显,同时常规移栽稻生产明显降低了水稻产量。3.与常规河水灌溉相比,污水灌溉显着加剧了来自于稻田生态系统CH4和N2O排放的综合温室效应。4.水稻生长季的水分管理方式显着影响后季麦田及全年轮作周期的N2O排放。水稻生长季持续淹水条件下几乎没有N2O排放,但却显着增加了随后的非水稻生长季(小麦生长季+休耕期)的N2O排放；水稻生长季的中期烤田和干湿交替阶段显着促进了稻季的N2O排放,但却明显降低了随后非水稻生长季的N2O排放。5.稻麦轮作系统的温室气体(CO2、CH4和N2O)排放与氧化铁施用密切相关。对NEE和NGHGB的估算结果表明稻田系统的固碳潜力明显要高于后季的冬小麦旱作生态系统,氧化铁的施用显着增强了全年稻麦轮作系统的碳汇功能。
邹建文[3]2005年在《稻麦轮作生态系统温室气体（CO_2、CH_4和N_2O）排放研究》文中认为温室气体引起的全球变暖和臭氧层破坏是当今两大全球环境问题。其中,CO_2、CH_4和N_2O是最主要的温室气体。农田生态系统在全球大气温室气体收支中起着十分重要的角色。本研究主要以我国华东地区稻麦轮作生态系统为对象,采用静态暗箱-气相色谱法田间原位同步测定CO_2、CH_4和N_2O通量,探讨常规农业管理措施对该系统温室气体排放的影响,以及一些相关过程和机理。 田间试验包含叁个稻麦轮作周期:2000-01稻麦轮作周期内,采用区组设计研究水稻生长季灌溉方式(淹水-烤田-淹水和持续淹水)和秸秆施用(分0、225、450g·m~(-2)3水平填埋于土壤耕作层10cm处)对稻田CH_4和N_2O排放及后季冬小麦田N_2O排放的影响:2001-02稻麦轮作周期研究稻田基施有机物料对稻麦轮作系统CH_4和N_2O排放的综合影响。不同碳氮比的有机物料施用处理包括:常规化肥(化肥处理,CK)、菜饼+常规化肥(菜饼处理,RC)、小麦秸秆+常规化肥(秸秆处理,WS)、牛厩肥+常规化肥(牛厩肥处理,CM)和猪厩肥+常规化肥(猪厩肥处理,PM)。施用的有机物料于水稻移栽前填埋于土壤耕作层10cm左右,其中牛厩肥和猪厩肥为未腐熟的干物料;2002-03年轮作周期田间设置不同的化肥施用量和作物残体还田量处理,研究稻麦轮作系统化肥N和作物残体N的N_2O直接排放系数。为期21天的培养实验以不同C/N比的植物残体为碳源,尿素为氮源,研究了植物残体分解对N_2O排放的影响。采用盆栽和大田试验相结合,以静态暗箱-气相色谱法和作物收割法相结合确定冬小麦植株排放N_2O量,描述冬小麦植株排放N_2O的季节动态。 主要结果如下: 1.与淹水-烤田-淹水(F-D-F)相比,持续淹水(F)显着减少稻田N-2O排放,却增加稻田CH_4排放和后季麦田N_2O排放。水稻生长季不同的灌溉方式下秸秆填埋对麦田N_2O排放的影响不同。在常规灌溉方式下,与无秸秆施用处理相比,填埋225g·m~(-2)和450g·m~(-2)小麦秸秆显着减少后季麦田N_2O排放;而在持续淹水方式下,秸秆施用并不减少后季麦田N_2O排放。 2.在淹水-烤田-淹水-湿润灌溉(干干湿湿)条件下,有机物料填埋对CH_4和N_2O排放的影响与有机物料类型有关。与施用化肥(化肥处理)相比,稻田基施菜饼+化肥(RC)促进水稻生长季CH_4和N_2O的排放量,分别增加252%和22%;对后季麦田N_2O排放量无影响;施用小麦秸秆+化肥(WS)导致水稻生长季CH_4排放增加250%,然而却明显减少水稻生长季和后季麦田的N_2O排放量,分别减少18%和
石兰英[4]2009年在《小兴安岭典型草丛和灌丛沼泽CO_2、CH_4和N_2O排放及其影响因素》文中研究表明2007年6月-10月和2008年5月-10月两个生长季内采用静态箱-气相色谱法,同步研究了小兴安岭典型修氏苔草(Carex schmidtii)沼泽和油桦-修氏苔草(Betula ovalifolia-Carex schmidtii)灌丛沼泽CO_2、CH_4和N_2O排放通量的季节动态、日动态及其与环境因子的关系,估算了叁者的生长季排放量。草丛和灌丛沼泽2007年生长季(6-10月)CO_2排放总量分别为17841.78、20130.56kg·hm~(-2),2008年生长季(5月中旬-10月)排放总量分别为16331.78、18294.24kg·hm~(-2)。2007年生长季CH_4排放总量分别为69.26、3.36 kg·hm~(-2),2008年分别为1482.60、18.15kg·hm~(-2)。2007年生长季N_2O排放总量分别为0.14、0.29kg·hm~(-2),2008年分别为0.68、-0.10kg·hm~(-2)。草丛和灌丛沼泽CO_2、CH_4和N_2O(除灌丛沼泽2008年不明显)排放通量具有明显的季节变化。草丛和灌丛沼泽CO_2最大排放量均出现在夏季;灌丛沼泽2007年CH_4最大排放量出现在秋季,草丛沼泽和2008年的灌丛沼泽出现在夏、秋季节;草丛沼泽2007年和灌丛沼泽2008年N_2O最大排放量出现在夏季,草丛沼泽2008年和灌丛沼泽2007年均出现在夏、秋季节。草丛和灌丛沼泽2007年CO_2排放通量分别为487.89、549.62mg·m-2·h~(-1)。2008年分别为391.53、438.31mg·m-2·h~(-1),年际间差异不显着。草丛和灌丛沼泽CO_2排放日通量具有明显昼高夜低规律。通量以8月最高、6月次之、9月最低。8月草丛和灌丛沼泽日均通量分布在408.44-616.65、469.92-942.21 mg·m-2·h-1。6月分布在182.98-635.05、206.25-763.40 mg·m~(-2)·h~(-1)。9月分布在102.95-318.77、15.19-285.01mg·m~(-2)·h~(-1)。草丛和灌丛沼泽2007年CH_4平均通量分别为1.88、0.092 mg·m~(-2)·h~(-1)。2008年分别为34.18、0.43mg·m~(-2)·h~(-1),年际排放差异显着。草丛沼泽CH_4日通量具有较强的昼夜变化规律性,其中,6月和9月为昼高夜低变化规律,8月则为明显夜高昼低变化规律;灌丛沼泽昼夜规律性不明显。8月草丛和灌丛沼泽通量分布在0.68-1.89、-0.07-0.21mg·m~(-2)·h~(-1)。6月分布在2.20-4.67、0.08-0.21mg·m~(-2)·h~(-1)。9月分布在1.82-10.89、.0.02-0.19mg·m~(-2)·h~(-1)。草丛和灌丛沼泽2007年N_2O排放平均通量分别为0.0037、0.0082mg·m~(-2)·h~(-1)。2008年分别为0.016、-0.0025mg·m~(-2)·h~(-1)。年际排放差异草丛沼泽不显着,灌丛沼泽显着。草丛和灌丛沼泽日变化中,6月沼泽为N_2O的吸收汇,8、9月为弱排放源。8月沼泽N_2O日排放通量具有比较明显的昼高夜低规律,6月和9月的日排放规律性不明显。8月草丛和灌丛沼泽通量分布在-0.008-0.03、0.002-0.017mg·m~(-2)·h~(-1)。6月分布在-0.014-0.002、-0.015-0.005mg·m~(-2)·h~(-1)。9月分布在-0.005-0.008、-0.003-0.021mg·m~(-2)·h~(-1)。CH_4排放通量与CO_2排放速率之间具有显着的正相关关系;CO_2与N_2O排放通量之间具有显着的正相关关系;CH_4与N_2O排放通量之间具有显着的正相关或负相关关系。草丛沼泽9月CO_2排放日通量与空气温度、箱温、地表温度和30cm地温线性相关,9月CH_4排放通量与空气温度、箱温之间呈二元的线性关系。6月CO_2日通量与空气温度和15cm土壤温度线性相关,6月N_2O日通量与10cm土温具有显着的负相关关系。8月N_2O日通量与地表温度具有很好正相关关系;灌丛沼泽8月CO_2日变化通量与空气温度、箱温之间具有线性关系,N_2O日排放通量与40cm土温呈线性关系。9月CO_2排放通量分别与空气温度、箱温、地表温度具有线性关系,与10、15cm土温呈对数的关系,N_2O排放日通量与10、15cm土温具有较好的负相关关系。6月N_2O排放日通量与15cm土温具有显着的负相关性。CH_4通量与各温度的相关关系均不显着。温度(空气温度、箱内温度及各层土壤温度)是沼泽CO_2通量季节变化的主要影响因素。草丛沼泽CO_2通量与地表、5、10、15cm土温呈线性正相关,与20 cm土温呈对数关系,CH_4通量与土温(5、10、15、20、30、40 cm)均具有显着的正相关关系,N_2O通量与10 cm土壤温度显着负相关;灌丛沼泽CO_2通量与空气温度、地表温度、5 cm土温呈线性正相关,与10、15、20 cm土温呈对数关系。CH_4通量与水位、温度的关系均不显着。N_2O通量与水位具有显着的负相关性(n=32)。
秦艳梅[5]2012年在《常规与有机生产方式下稻田和菜地温室气体（CH_4和N_2O）排放研究》文中研究说明气候变暖是当今全球性的环境问题,其主要原因为是由于大气中温室气体浓度的不断增加。其中,CH4和N2O是最主要的两种温室气体。农田生态系统是温室气体的重要排放源。目前国内有关农田温室气体的排放研究主要基于常规生产方式,而有关有机生产方式下农田温室气体排放的研究鲜有报道。本研究以我国华东地区稻田和菜地为研究对象,采用静态暗箱气相色谱法田间原位同步测定CH4和N20排放通量,探讨不同农业生产方式下农田温室气体排放特征和强度,这对于我国选择合理的农业生产方式、减少温室气体排放具有重要的意义。田间试验包含2007年水稻生长季和2009-2011年两年的蔬菜轮作观测周期。2007年水稻生长季,采用区组设计研究不同农业生产方式(常规和有机生产方式)和水分管理方式(持续淹水(F)、淹水-烤田-淹水(F-D-F)、淹水-烤田-淹水-湿润灌溉(F-D-F-M))对稻田CH4和N2O排放影响及评估有机生产方式对稻田温室气体的减排潜力；2009-2010年田间有机菜地试验主要研究不同栽培方式对菜地土壤N2O排放影响,同时结合室内培养试验研究不同栽培方式下土壤氮素转化过程；2010-2011年轮作周期内利用常规露天菜地试验数据研究环境因子对菜地N20和CH4排放通量的影响。综合2009-2011年常规和有机生产方式菜地试验数据,探讨不同农业生产方式下菜地CH4和N2O排放特征和强度,评估农业生产方式的转变(由常规生产方式转变为有机生产方式)对菜地温室气体减排效果及减排潜力。主要研究结果如下：1.土壤水分(水分管理方式)是稻田有无植株小区CH4和N20排放的主要驱动因子,同时温度(气温和土温)明显影响稻田有无植株小区CH4排放,而对N20排放影响不明显。露天栽培和设施栽培菜地,温度(气温和土温)和土壤水分对菜地CH4排放影响不显着。而露天和设施菜地N20排放均明显受到土壤水分影响,其N2O排放的最适宜土壤湿度(WFPS)分别为74.6%与80.1%。2.水稻生长季稻田CH4和N20排放通量与农业生产方式有关。常规生产方式下,F、F-D-F和F-D-F-M叁种水分管理方式稻田,CH4季节平均排放通量分别为4.44、2.14和1.75mg m-2h-1,与有机生产方式下各水分管理方式相比,分别增加了20%、23%与25%。就N20排放通量而言,与常规稻田相比,F-D-F处理与F-D-F-M处理N20季节平均排放量较低,分别为10.85与13.66μgm-2h-1。全球增温潜势(GWP)方面：F处理明显增加了100年时间尺度上有机稻田CH4与N20排放量的综合GWP,而F-D-F-M处理CH4和N20排放量的GWP在两种农业生产方式下并没有明显的差异；与常规稻田相比,有机稻田各水分管理方式下其温室气体排放强度(GHGI)相对较高而碳效率比(CER)相对较低。结合GWP、GHGI和CER叁方面,本研究结果表明有机生产方式在稻田管理中并不是有效的温室气体减排措施。3.室内培养试验结果表明设施有机菜地土壤的矿化作用、硝化作用和反硝化作用比露天有机菜地土壤强烈。而大田试验结果表明：栽培方式明显影响了菜地N2O排放,与露天栽培方式相比,设施栽培方式明显增加了菜地N20排放总量(P=0.0015)。无论施肥与否,设施栽培菜地N2O排放量均高于露天栽培菜地。有机肥的施用增加了露天和设施栽培菜地N20排放量,有机肥施用所导致的露天和设施栽培菜地N20排放系数分别为0.24%与0.20%。4.农业生产方式明显影响菜地CH4和N20排放量。在整个观测期,两种农业生产方式CH4通量明显不同,常规菜地是CH4吸收汇而有机菜地是CH4排放源。与常规露天菜地相比,常规设施菜地有较高的CH4吸收量与N2O排放量,但在有机菜地,CH4和N2O排放量在两种栽培方式下并没有明显差异。与常规生产方式相比,有机生产方式能明显降低菜地CH4和N2O排放量的GWP。无论是20年还是100年时间尺度上有机菜地CH4和N2O排放量的GWP均较常规菜地的低。与常规和有机露天栽培方式相比,设施栽培方式均增加了菜地CH4和N20排放量的GWP。5.搜集全球有关菜地N20排放数据,按一定的规则取舍数据,利用有效数据建立模型,模型拟合结果表明,菜地N2O年排放量与施氮量呈明显的线性关系,且菜地N20背景排放量较高。平均而言,露天与设施栽培菜地N20排放系数平均为为0.590%,背景排放量为2.56kg N ha-1yr-1。以此来估算我国菜地2008年年直接排放量为79.1Gg N20-N,占我国农田N20排放总量的20-23%。全文结论：农业生产方式影响稻田CH4和N2O排放。有机生产方式增加了100年时间尺度上F处理稻田CH4与N20排放量的综合GWP,而对F-D-F-M处理CH4和N20排放量的GWP没有影响；有机稻田各水分管理方式下其GHGI相对较高而CER相对较低。不同栽培方式土壤氮素的转化过程不同。设施菜地土壤的矿化、硝化作用与反硝化作用总体比露天菜地土壤强烈。农业生产方式明显影响CH4和N2O排放。整个观测期常规菜地是CH4吸收汇,而有机菜地是cH4排放源。有机生产方式降低了菜地CH4和N2O的GWP,而设施栽培方式增加了菜地CH4和N2O的GWP。菜地N2O排放总量估算。利用本研究所建模型估算我国菜地2008年N2O年直接排放量为79.1Gg N2O-N,占我国农田N20排放总量的20-23%。
马钢[6]2014年在《高寒草甸生态系统CO_2和N_2O排放对土壤干湿交替的响应》文中研究指明在气候变化的影响下，土壤会经历更频繁的干湿交替。干湿交替是一个重要的生态学过程，湿润-干旱-复湿润循环影响着生态系统的碳氮过程，从而对温室气体的排放产生强烈影响。青藏高原高寒草地生态系统对气候变化极其敏感，而高寒草甸生态系统是高寒草地生态系统的重要组成部分，研究干湿交替作用下高寒草甸生态系统温室气体（CO2和N2O）通量变化规律，可为评价和预测气候变化对高寒草地生态系统碳氮循环的影响提供理论依据。为明确干湿交替对青藏高原高寒草甸生态系统温室气体通量变化的影响，设置了不同湿度（30%、45%）干湿交替和恒定湿度（60%）的原状土柱进行CO2和N2O通量动态变化的研究。本文于2013年5月-10月，连续五个月对叁个处理条件下的原状土柱CO2和N2O通量进行了测定。得到以下主要结论：（1）干湿交替和施氮肥均能显着促进高寒草甸生态系统CO2排放。增加的CO2使大气温室效应增强，气候变化加剧，因此干湿交替对全球变化起着正反馈效应。恒湿条件下施氮肥对高寒草甸生态系统CO2排放的促进作用大于干湿交替条件下施氮肥，这对将来高寒草甸生态系统进行施氮肥管理提供了一定的参考。（2）土壤含水量基本一致时，高寒草甸生态系统CO2通量与土壤溶解性有机碳（DOC）含量有极显着线性正相关关系。高寒草甸生态系统土壤深度越深，土壤温度变化越小。土壤5cm温度和土壤20cm温度与气温有着极显着正相关关系，土壤5cm温度受气温影响更大。温度和高寒草甸生态系统CO2排放通量有密切的指数关系，且CO2排放通量对土壤20cm温度变化敏感性最大，对空气温度敏感性较低。土壤含水量变化和施氮肥均影响土壤呼吸温度敏感性。（3）施氮肥可以显着增加高寒草甸生态系统N2O的排放。施氮处理经历干湿交替显着减少了N2O累积排放量。不施氮处理在经历重度干湿交替后表现出N2O吸收效应，经历轻度干湿交替后N2O累积排放量显着高于恒湿处理N2O累积排放量。（4）土壤含水量过高和过低时，均降低高寒草甸生态系统的土壤肥力，因为土壤含水量过高和过低均不利于土壤矿化态氮的积累。土壤铵态氮损失速度随干湿交替过程中干旱程度加大而加快，适宜的土壤含水量有利硝化作用的进行。（5）高寒草甸生态系统N2O通量较小，而影响因素较多，温度和土壤湿度对N2O通量的影响效果被其他影响因素的效果掩盖，没有发现温度和湿度与高寒草甸生态系统N2O排放量的相关性。
耿远波, 章申, 董云社, 孟维奇, 齐玉春[7]2001年在《草原土壤的碳氮含量及其与温室气体通量的相关性》文中指出通过采样分析研究内蒙古锡林河流域温带草原土壤有机碳及全 N的含量特征 ,探讨它们的含量与温室气体 CO2 、 N2 O、 CH4 通量的相关性 ,结果表明 :沿 470～ 1 50 mm年降水梯度线 ,土壤表层 (0～ 2 0 cm)有机碳含量从 2 .38%递减到 1 .2 3% ,全 N含量从 0 .2 1 8%递减到0 .1 36% ,而且放牧和开垦都有使有机碳及全 N含量降低的趋势 ;CO2 通量与有机碳含量、全N含量、C/N及 N2 O通量显着相关 ,N2 O通量与有机碳含量、C/N及 CO2 通量显着相关 ,且CO2 和 N2 O的通量都有沿降水梯度递减的趋势 ;CH4 通量与有机碳含量、全 N含量、C/N、CO2通量及 N2 O通量都没有显着相关性。
王蒙[8]2014年在《杭州湾滨海湿地CH_4、N_2O、CO_2排放通量及其影响因素研究》文中指出CO2、CH4、N2O是大气中主要的温室气体，均具有强大的增温潜势。CO2、CH4、N2O在大气中浓度的不断增加而引起的全球变暖已成为当今全球变化研究的热点之一。湿地是多种温室气体的源和汇，在稳定全球气候变化中占有重要地位。目前，国内外对人工湿地-水稻田、泥炭沼泽湿地、河口湿地等天然湿地温室气体排放及其机理方面的研究较多，而对滨海湿地温室气体排放的研究鲜见报道。本研究以杭州湾南岸滨海湿地为对象，系统地研究了CH4、N2O、CO2排放通量和土壤CH4产生潜力，并分析探讨了温度、土壤有机碳、土壤pH等土壤理化性质与温室气体排放通量的关系，揭示了杭州湾湿地CH4、N2O、CO2排放通量的时空变化特征和土壤CH4产生潜力的空间变化特征，评估了杭州湿地温室气体“源”或“汇”的作用。主要研究结果如下：(1)采用静态明箱-气相色谱法对温室气体排放通量进行了原位观测。平均CH4排放通量表现为：互花米草湿地(1.085mg·m-2·h-1)>芦苇湿地(0.582mg·m-2·h-1)>海叁棱藨草湿地(0.096mg·m-2·h-1)>裸滩湿地(-0.042mg·m-2·h-1)。裸滩湿地与海叁棱藨草湿地平均CH4排放通量之间差异不显着，但均与芦苇湿地和互花米草湿地差异显着。裸滩湿地整体上表现为CH4的“汇”；海叁棱藨草湿地、芦苇湿地和互花米草湿地表现为CH4的“源”，CH4排放通量夏季最高，秋季或冬季最低。平均N2O排放通量表现为：芦苇湿地(0.015mg·m-2·h-1)>海叁棱藨草湿地(0.009mg·m-2·h-1)>互花米草湿地(0.007mg·m-2·h-1)>裸滩湿地(0.005mg·m-2·h-1)，海叁棱藨草湿地与互花米草湿地平均N2O排放通量之间差异不显着，但均与芦苇湿地和裸滩湿地差异显着。四种植被类型湿地整体上均表现为N2O的“源”，N2O排放通量的季节变化因植被类型而有所不同。平均CO2排放通量表现为：芦苇湿地(0.245g·m-2·h-1)>裸滩湿地(0.090g·m-2·h-1)>互花米草湿地(0.060g·m-2·h-1)>海叁棱藨草湿地(-0.106g·m-2·h-1)。海叁棱藨草湿地和互花米草湿地平均CO2排放通量之间无显着差异，但均与芦苇湿地、裸滩湿地差异显着。裸滩湿地整体上表现为CO2的“源”，CO2排放通量冬季最高、秋季最低；芦苇湿地为CO2的“源”，海叁棱藨草湿地和互花米草湿地为CO2的“汇”，叁类湿地平均CO2排放通量均呈现秋季最高、春季最低的季节变化。土壤有机碳、全氮、温度和pH等是影响温室气体排放通量的重要因素。相关性分析结果表明：平均CH4排放通量与土壤pH呈极显着的负相关(p<0.01)，与15cm处地温和箱内温度分别呈显着的正相关(p<0.05)和极显着的正相关(p<0.01)，与土壤有机碳含量、土壤Eh、全氮分别呈显着(p<0.05)和极显着的正相关(p<0.01)；平均N2O排放通量与土壤含水量呈显着的负相关(p<0.05)，与各处温度均呈显着的正相关(p<0.05)；温度等各因素与平均CO2排放通量相关性较弱，它们对CO2排放通量的影响尚待深入分析和研究。(2)采用室内厌氧培养-气相色谱法对杭州湾不同植被类型湿地0~30cm深度的土壤CH4产生潜力进行了研究。四类湿地平均土壤CH4产生潜力由大到小的顺序为：互花米草湿地(1.200μg·g-1·d-1)>芦苇湿地(1.012μg·g-1·d-1)>裸滩湿地(0.709μg·g-1·d-1)>海叁棱藨草湿地(0.639μg·g-1·d-1)。海叁棱藨草湿地与裸滩湿地土壤CH4产生潜力之间差异不显着，但均与芦苇湿地和互花米草湿地平均CH4产生潜力之间差异显着。在植被生长下的海叁棱藨草湿地、芦苇湿地和互花米草湿地，0-5cm土层是CH4产生最活跃的土层，且土壤CH4产生潜力随土壤深度的增加而减小。无植被生长的裸滩湿地土壤CH4产生潜力最大值和最小值分别出现在10~20cm和5~10cm土层，表层土壤CH4产生潜力低于较深土层。互花米草湿地各土层的CH4产生潜力均显着高于其他湿地(0~5cm土层除外)。在土壤各理化因子中，土壤全氮与土壤CH4产生潜力呈显着的正相关(p<0.05)，土壤有机碳、铵态氮含量、Eh、土壤电导率与土壤CH4产生潜力均呈正相关，土壤pH与土壤CH4产生潜力呈负相关。(3)杭州湾湿地CH4年累积排放量表现为：互花米草湿地(9.309g·m-2·a-1)>芦苇湿地(4.512g·m-2·a-1)>海叁棱藨草湿地(0.449g·m-2·a-1)>裸滩湿地(-0.795g·m-2·a-1)；N2O年累积排放量表现为：芦苇湿地(0.110g·m-2·a-1)>海叁棱藨草湿地(0.073g·m-2·a-1)>裸滩湿地(0.065g·m-2·a-1)>互花米草湿地(0.040g·m-2·a-1)；CO2年累积排放量表现为：裸滩湿地(705.6g·m-2·a-1)>芦苇湿地(195.7g·m-2·a-1)>海叁棱藨草湿地(-630.1g·m-2·a-1)>互花米草湿地(-718.4g·m-2·a-1)，湿地植被的生长可能有利于CH4、N2O的排放。裸滩湿地与海叁棱藨草湿地CH4年累积排放量之间差异不显着，但均与其他湿地差异显着；所有湿地CO2、N2O年累积排放量之间差异均不显着。在100年的时间尺度上，裸滩湿地(4153.7kg·hm-2)在观测期间的综合增温潜势最大，芦苇湿地(2571.1kg·hm-2)次之，互花米草湿地(-3538.8kg·hm-2)和海叁棱藨草湿地(-4498.8kg·hm-2)最小。在整个通量观测期间，裸滩湿地和芦苇湿地综合表现为温室气体的“源”，海叁棱藨草湿地、互花米草湿地综合表现为温室气体的“汇”，可以减缓增温趋势。
石洪艾[9]2013年在《农田管理措施对黑土N_2O排放的影响》文中认为近些年来，温室效应等环境问题越来越受到人们的关注。人们在研究二氧化碳（CO_2）、甲烷（CH_4）、氧化亚氮（N_2O）等温室气体排放的时候，目标往往锁定工厂废气、汽车尾气、氟利昂等的排放，而常常忽略增温潜能巨大的N_2O在生物圈中最大的源—土壤中的排放。本文基于东北黑土农田生态系统，研究农田管理措施（不同施肥方式、不同耕作方式、不同种植制度和不同土地利用方式）对土壤N_2O排放及其与微环境因子的关系，为农田生态系统的氮循环以及N_2O排放源的解析提供理论依据。施肥试验中共设六个处理：无肥（CK）、化肥（NPK）、化肥配施低量秸秆（NPK+MS1）、化肥配施双倍秸秆（NPK+MS2）、化肥配施低量猪粪（NPK+OM1）和化肥配施叁倍猪粪（NPK+OM2）。与对照处理相比，处理NPK+MS2（106±17.9mg N·m~(-2)）、NPK+OM1（119±7.7mg N·m~(-2)）和NPK+OM2（117±11.9mg N·m~(-2)）土壤N_2O排放分别显着增加66%、86%和83%（P<0.05），然而处理NPK（67±0.7mg N·m~(-2)）和NPK+MS1（89±15.7mg N·m~(-2)）对土壤N_2O排放没有显着影响（P>0.05）。在作物生长季节中，处理NPK+MS2、NPK+OM1和NPK+OM2中较高的N_2O排放量，显着增加了全球增温潜势。利用指数模型分析显示，除对照处理外，土壤温度能够解释其他处理中土壤N_2O排放季节性变化的38-96%。相对于土壤温度，施肥措施是影响土壤N_2O排放的主导因子。试验结果表明，相对于有机物料的数量，有机物料的种类是影响土壤N_2O排放的主导因子。常规耕作与免耕两种处理中，常规耕作土壤矿质氮含量比免耕处理高64%，土壤有机碳含量与土壤碳氮比（C/N）相关性均不显着（P>0.05）。两种耕作方式下，常规耕作土壤地下5cm、10cm温度（T10）均高于免耕土壤，免耕能够增加土壤水分含量，土壤水分分别为45.9%（免耕）和35.4%（常规耕作）。与免耕相比较，常规耕作中土壤N_2O排放通量与累积排放量明显偏高，土壤N_2O平均排放通量分别为33和59μg N·m~(-2)·h~(-1)，土壤N_2O累积排放量分别为100和201mg N·m~(-2)。土壤矿质氮含量能够解释土壤N_2O累积排放量的65%，两种处理中，土壤温度较土壤水分更容易影响土壤N_2O的排放，且相对于免耕，常规耕作处理中，土壤N_2O排放更容易受到土壤温度的影响。不同作物连作下土壤矿质氮含量能够解释土壤N_2O累积排放量的15%。由于小麦的成熟期早，地上部分收获后土壤接受光照充足，因此在收获后直至9月前，小麦连作处理土壤地下5cm温度（T5）均高于其它处理。叁种连作作物土壤WFPS平均值大小关系为玉米连作>小麦连作>大豆连作，分别为44.8%、41.1%和40.5%。与大豆连作相比较，玉米连作和小麦连作土壤N_2O排放通量分别增加了78%和43%；叁个连作系统下，土壤N_2O累积排放量分别为61、110和84mg N·m~(-2)。在整个作物生长季中，相对于大豆连作和小麦连作，玉米连作处理中土壤N_2O排放更容易受到土壤温度的影响（P<0.05），其他处理均不显着。在玉米连作和大豆轮作中，土壤WFPS能够分别解释土壤N_2O排放通量的23%和45%（P<0.05）。不同土地利用方式下土壤矿质氮含量不同，土壤矿质氮含量能够解释土壤N_2O累积排放量的62%。随着土壤矿质氮含量与土壤N_2O累积排放量有显着正相关关系。不同土地利用方式下，地下5cm土层的温度（T5）范围在6-37°C之间，农田的地下5cm处土壤平均温度最高（22.0°C），裸地次之（21.6°C），草地最低（18.9°C）。叁种土地利用方式下土壤WFPS均值均维持在40%上下，分别为40.8%（草地）、46.0%（裸地）和38.3%（农田）。叁种土地利用方式下土壤的N_2O平均排放通量大小关系为农田>裸地>草地，分别为21.44、20.36和16.56μg N·m~(-2)·h~(-1)，相对于草地和裸地，在农田生态系统中，土壤土壤N_2O排放更容易受到土壤温度和土壤水分的影响（P<0.01），这说明，在不同土地利用方式下，土壤N_2O排放的影响因素不同。总之，不同农田管理措施对土壤N_2O排放的影响机理与程度不同，肥料类型的合理选用、免耕方式的推广、种植制度的选择以及土地利用的变化均可不同程度地影响土壤N_2O的排放。
林杉[10]2011年在《叁峡库区不同土地利用方式下土壤N_2O排放研究》文中认为全球气候变暖和臭氧层破坏是当今备受关注的两大全球环境问题,大气中氧化亚氮(N20)浓度升高与其密切相关。农业土壤是大气N20的主要排放源并越来越受到人们的重视。本研究以我国叁峡库区农田生态系统为对象,研究了旱地、水改旱、菜地、果园、林地等几种不同土地利用方式下土壤N20的排放特征及其主要影响因子；探讨了不同农业利用方式对土壤可溶性有机碳氮、微生物生物量碳氮的影响及其与土壤N20的排放的关系；分析了土壤水分、可溶性有机碳氮、微生物生物量碳氮之间的耦合作用对土壤N20排放的影响；利用室内培养试验和田间小区试验探讨了大气氮沉降和添加外源碳氮对土壤N20排放影响。主要研究结果如下：1.不同土地利用方式下土壤的N20年排放总量从高到低分别为菜地(4.01kg·hm-2·a-1)、水改旱(2.39kg·hm-2·a-1)、果园(2.20kg·hm-2·a-1)、旱地(0.62kg·hm-2-a-1)、林地(0.15kg·hm-2.a-1)。不同土地利用方式下土壤N20排放与氮肥施用量有关,随着氮肥施用量的增加N20排放量也随之增加。2.土壤N20排放通量呈现明显的季节性变化特征,温度高、降雨量大的湿季显着高于干季；N20排放通量与相对应的土壤温度、大气温度的变化趋势基本一致。3.不同利用方式下土壤N20排放量与土壤硝态氮含量均呈显着正相关关系(R2范围为0.10-0.74,P<0.05)；而只有林地和菜地土壤N20排放通量与铵态氮含量呈显着关系。土壤硝态氮对N20排放影响显着。4.旱地和林地土壤N20排放通量与可溶性有机碳含量呈极显着线性正相关关系,表明可溶性有机碳含量是这两种土地利用方式下N20排放的重要控制因子。果园和林地的土壤C02与N20排放呈极显着的线性关系。5.土地利用方式对土壤的微生物生物量碳、微生物生物量氮、可溶性有机氮和微生物商有显着影响。菜地、果园和水改旱的微生物生物量碳、微生物生物量氮、可溶性有机氮含量和微生物商显着高于林地。土壤可溶性有机碳氮、微生物生物量碳氮含量和微生物商较高的菜地、果园和水改旱,其N20排放也较高；而可溶性有机氮、微生物生物量碳氮含量和微生物商最低的林地,相应的N20排放也最低。受人类活动影响较弱的林地土壤的微生物生物量碳和可溶性有机氮含量与N20排放通量呈显着的正相关性,微生物商对N20的排放有一定的影响。6.氮沉降对不同利用方式下土壤N20排放的研究表明,氮沉降对林地和旱地土壤N2O排放影响较大,林地土壤中N2O累积排放量占氮沉降量0.61%～1.44%。氮沉降促进N2O的排放,主要是由于氮的输入引起土壤中的微生物生物量碳、微生物生物量氮和硝态氮含量的变化。7.植物残体碳氮的输入可显着促进N2O的排放,未施用植物残体的对照处理N2O累积排放量仅为0.55kg·hm-2,而施用不同植物残体的处理N2O累积排放量为1.05～3.02 kg.hm-2。不同植物残体处理之间N2O排放量存在显着差异,与所施用的植物残体C：N比呈极显着的对数负相关关系,低C：N比处理具有较高的微生物生物量碳和可溶性有机碳含量,从而更有利于N2O较高排放。因此,合理选择秸秆施用量和秸秆种类可有效地降低N2O排放量。8.室内培养试验表明,不同肥料在不同水分条件下对黄棕壤和紫色土N2O排放的影响存在较大差异。在高水分条件下氮肥处理和氮肥配施有机物均显着促进黄棕壤N2O排放；低水分条件下,仅施氮肥对N2O排放影响不显着,而氮肥配施有机物则显着促进N2O排放。而紫色土中,除高水分条件下低氮配施有机物处理外,氮肥处理和氮肥配施有机物均显着促进N2O排放。N2O累积排放量与土壤可溶性有机碳消耗量呈极显着线性关系。可溶性有机碳和可溶性有机氮对N2O排放有显着影响,且可溶性有机碳对N2O排放的影响程度受土壤水分含量控制。综上所述,不同土地利用方式下土壤的N2O排放有明显差异,主要受氮肥施用量控制,菜地、水改旱和果园由于氮肥施用量较高,土壤中的可溶性有机碳氮、微生物生物量碳氮含量和微生物商亦较高,相应地N2O排放量也较高。不同植物残体的施用对N2O排放也有显着影响,低C：N比植物残体造成土壤中的微生物生物量碳和可溶性有机碳含量较高,土壤N2O排放量也较高。因此,适当降低氮肥施用量,合理选择作物秸秆,对于维持农田地力和降低温室气体排放具有十分重要的实践意义。
参考文献：
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