收藏本站
《清华大学》 2016年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

中国农业生态系统的碳氮平衡模拟、耦合和政策评估

刘昱  
【摘要】:农业是中国的基础产业。大力发展农业经济以适应粮食需求长期以来一直是中国农业的首要发展目标;与此同时,随着农业集约化发展,农业温室气体排放和面源污染日益增加,农业已成为最重要的污染源之一,中国农业面临着粮食安全与环境污染的双重压力。因此,如何有效地考察重要元素在农业生态系统中的流动,直观地识别污染途径和污染源,定量评估中国农业生态系统污染排放,是亟需解决的科学问题和技术难点。本研究旨在通过构建适合中国农业生态系统特征的碳氮循环平衡模型,为农业污染评估及推行低碳、绿色农业发展策略提供参考与技术支撑。本论文基于物质平衡原理,以中国农业生态系统为研究对象,在中国农业生态系统氮流动模型的基础上构建了农业生态系统碳氮平衡模型。利用该模型,本论文模拟了中国农业生态系统在1980、1990、2000、2010和2013年5个选定年份内各子系统的碳氮输入量与输出量等碳氮循环流通指标,系统地识别了影响碳氮流动的关键途径与机制,考察了主要污染源及污染强度,分析了农业生态系统碳氮循环长期动态变化特征。同时,利用现有农业数据与模拟估算结果,对农田子系统的碳氮耦合关系进行了探索与研究。在此基础上,本论文进一步对现行的中国农业污染控制政策进行了情景分析,探讨了不同情景下农业生态系统碳氮盈亏及污染物排放状况以判断政策执行效果。研究结果表明,在研究时段内中国农业生态系统始终表现为碳亏损和氮盈余;植物光合作用固碳和化肥施用分别是是碳氮输入最主要的来源;最主要的碳输出途径为作物呼吸与土壤呼吸,约有80%以上的碳通过呼吸作用排放进入大气环境;氨挥发损失、硝化反硝化作用损失以及地下水淋失是最主要的氮输出途径。耦合关系拟合结果显示,水田和旱地的大气碳氮排放量之间、土壤碳氮输入量之间均存在显著正相关关系;水田和旱地的耕层土壤碳氮比与作物单位面积光合作用碳吸收量之间、与作物单位面积呼吸作用碳排放量之间均呈负相关关系。对选定政策的定量模拟分析表明,杜绝秸秆露天焚烧及用作燃料燃烧可直接有效地控制碳氮的大气排放;增加秸秆和畜禽粪尿还田比例的同时,优先选择秸秆用作饲料而非生物能源,可有效降低整个农业生态系统的净碳亏损量。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:S181

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李素丽;李志刚;孙倩;;4种菊科植物与土壤间碳氮循环的初步研究[J];安徽农业科学;2009年27期
2 卢剑波;农业生态系统的持续性及其评价指标[J];生态学杂志;2000年02期
3 章家恩,骆世明;农业生态系统模式研究的几个基本问题探讨[J];热带地理;2000年02期
4 章家恩,骆世明;农业生态系统模式的优化设计探讨[J];热带地理;2001年01期
5 王建林,胡单;农业生态系统能量最优增长单部门模型的建立与影响参数分析[J];系统工程理论方法应用;2003年04期
6 ;我国将加快打造农业生态系统[J];中国乡镇企业;2004年03期
7 徐效俊;农业结构调整与技术推广对农业生态系统的影响[J];农业环境与发展;2005年01期
8 王东阳;;我国农业生态系统的现状、功能与可持续发展分析[J];中国农业资源与区划;2006年02期
9 李桂珠;许运新;侯玉兵;;吉林省农业生态系统发展研究[J];农业科技管理;2006年03期
10 林文谋;;我国农业生态系统的演进特点与发展策略[J];现代农业科技;2008年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 沈佐锐;;农业生态系统与人类健康[A];生态健康与科学发展观——首届中国生态健康论坛文集[C];2004年
2 欧一智;黄国勤;;江西农业生态系统可持续发展定量评价[A];华东地区农学会学术年会暨福建省科协第七届学术年会农业分会场论文集[C];2007年
3 黄国勤;;气候变化对农业生态系统的影响及对策[A];“促进中部地区崛起”气象论坛优秀论文汇编[C];2007年
4 朱玉林;李明杰;;湖南洞庭湖平原区农业生态系统绿色GDP核算与比较[A];2011洞庭湖发展论坛文集[C];2011年
5 朱玉林;李明杰;;基于能值理论的环洞庭湖区农业生态系统绿色GDP核算研究[A];2011洞庭湖发展论坛文集[C];2011年
6 王东阳;;我国农业生态系统可持续发展与系统工程管理[A];高科技产业的系统工程管理论文集[C];2003年
7 郭选政;张江玲;;新疆草地农业生态系统与环境建设初探[A];生态学与全面·协调·可持续发展——中国生态学会第七届全国会员代表大会论文摘要荟萃[C];2004年
8 宇万太;张璐;沈善敏;;下辽河平原农业生态系统磷和氮在饲养-堆腐环中的循环率及作物产量增益[A];氮素循环与农业和环境学术研讨会论文(摘要)集[C];2001年
9 唐建军;陈欣;;浅论农业生态系统中生物多样性的综合管理[A];管理科学与系统科学研究新进展——第6届全国青年管理科学与系统科学学术会议暨中国科协第4届青年学术年会卫星会议论文集[C];2001年
10 高志康;;淮河淮南段区域生态规划中的农业生态系统研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 江苏丘陵地区镇江农科所 赵亚夫;传统农业生态系统[N];江苏农业科技报;2009年
2 江苏丘陵地区镇江农科所 赵亚夫;农业生态系统[N];江苏农业科技报;2009年
3 记者 赵朔 通讯员 田展;中国农业生态系统承载力研究启动[N];中国气象报;2010年
4 卢春桃;大丰农业生态系统不断优化[N];经济消息报;2000年
5 郑文钵;稻鸭共作一种新型的农业生态系统[N];北京科技报;2001年
6 王海容;如何打造我国的农业生态系统[N];经济日报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 刘昱;中国农业生态系统的碳氮平衡模拟、耦合和政策评估[D];清华大学;2016年
2 温和;黑龙江省村域农业生态系统碳平衡及低碳农业对策研究[D];东北农业大学;2011年
3 刘玉振;农业生态系统能值分析与模式构建[D];河南大学;2007年
4 朱玉林;基于能值的湖南农业生态系统可持续发展研究[D];中南林业科技大学;2010年
5 马晓勇;基于GIS的黄土高原县域农业生态系统可持续发展研究[D];山西大学;2011年
6 陈玉香;东北农牧交错带玉米生产与利用及农业生态系统优化生产模式[D];东北师范大学;2002年
7 王艳;中国温室农业生态系统碳平衡研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭薇;运用DSSAT-CENTURY模型研究长期施肥对黑土碳氮循环的影响[D];吉林农业大学;2015年
2 李先鑫;新疆农业生态系统能值分析[D];新疆大学;2015年
3 梁小刚;江西省农业生态效率评价及动态计量分析[D];江西财经大学;2015年
4 康童茜;气候变化背景下胶州湾地区农业生态系统的脆弱性研究[D];安徽农业大学;2015年
5 李国军;吉林省中部城郊型农业生态系统磷素循环模式的研究[D];吉林农业大学;2008年
6 李宏;临洮县农业生态系统能流分析[D];甘肃农业大学;2002年
7 颉鹏;凉州区农业生态系统可持续性动态演化研究[D];甘肃农业大学;2003年
8 徐志宇;中国南方红壤经济发达区农业生态系统可持续发展研究[D];南京农业大学;2003年
9 秦春秀;农业生态系统与农产品质量生态系统关系的研究[D];华南热带农业大学;2007年
10 裴雪;基于能值分析的哈尔滨农业生态系统评价[D];东北农业大学;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026