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《甘肃农业大学》 2018年
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陇南山地主要农作物生长季温室气体排放特征及模拟

徐亚洋  
【摘要】:农业生产活动温室气体的排放是我国温室气体排放的重要来源,我国农业生产的碳排放量占我国温室气体排放总量的16%~17%,陇南山地是西北地区典型的农业种植区。探讨影响温室气体排放通量的主要影响因子,拟合出环境因子和温室气体通量的综合评估模拟,预测具体区域农业用地土壤的温室气体排放通量。该研究有助于探明西北地区农业用地生态系统碳循环机理过程,揭示其影响因子和作用机理。对于合理规划农业生产,有效的利用土地资源,准确估算区域大气中温室气体浓度、减少土壤温室气体排放以及控制全球气温持续升高等方面有重要的理论意义。因此,本文以陇南山地典型农业生态系统为例,分析其小麦、玉米、水稻三种农作物土壤温室气体排放的日动态、月动态特征,及温室气体与土壤理化性质等对温室气体排放通量之间的关系,并在此基础上利用回归模拟模型进行温室气体排放的验证,获得以下主要研究成果:1.陇南文县小麦、玉米、水稻土壤对CO_2和N_2O均呈现排放状态;CH_4小部分呈现吸收状态,大部分呈现排放状态。2.在土壤温室气体吸收排放通量日动态变化中,CH_4的作用方式呈现出吸收和排放两种方式,4、5、6月份早上6:00至中午12:00,三种作物CH_4排放量随着温度的升高而增大,且水稻地土壤CH_4排放数值明显大于同期的小麦地和玉米地,说明淹水稻地对CH_4的排放作用很明显;9月份中,三种作物CH_4作用方式由排放转变为吸收;CO_2排放趋势都呈现单峰曲线变化趋势,且都在中午12:00达到峰值;N_2O排放通量较小,排放通量的最大值出现在6月份玉米地的下午18:00。3.在土壤温室气体通量季节动态变化中,小麦地和玉米地土壤CH_4排放通量在4、5、6、9月份中总体排放通量基本保持一致;水稻地6月份土壤CH_4排放通量明显高于小麦地和玉米地土壤CH_4排放通量,主要是因为淹水稻田为CH_4排放提供了良好的环境。土壤CO_2排放通量在4、5、6、9月份中,在不同土地利用方式下总体排放通量值基本保持一致,最大值出现在9月份;N_2O排放通量在4、5、6、9月份中,在不同土地利用方式下总体吸收通量基本保持一致,最大值出现在6月份;4.温室气体的排放通量与土壤表层温度之间都为正相关,除了小麦地土壤表层温度与N_2O的排放通量呈极弱相关外,其余都为强相关。其中玉米地土壤表层温度与CH_4排放通量呈极强相关。5.小麦地全氮含量与CO_2排放通量之间呈弱相关,和N_2O排放通量之间呈中等程度正相关;小麦地全磷含量与CO_2排放通量之间呈中等程度相关,而与CH_4、N_2O排放通量之间均呈负相关;玉米地全磷含量和全氮含量与三种气体排放通量之间均呈负相关。6.箱温对几种土地利用方式下的土壤铵态氮、硝态氮、速效磷均有显著性影响,且呈负相关关系,随着箱温的降低,土壤铵态氮、硝态氮、速效磷利用率降低;箱温对玉米地土壤速效磷的含量无显著性影响,呈弱相关关系。箱温与小麦地的土壤速效磷含量均有显著性影响,且呈正相关关系。7.回归模型模拟结果表明:根据标准系数的绝对值的大小关系,对CH_4排放通量的影响作用依次为:全氮铵态氮箱温地温全磷硝态氮速效磷;对CO_2排放通量的影响作用依次为:箱温速效磷全磷全氮硝态氮铵态氮地温;对N_2O排放通量的影响作用依次为:地温箱温硝态氮铵态氮速效磷全氮全磷。8.通过回归模拟对实验结果进行验证可知,地温、全氮对三种温室气体(CH_4、CO_2、N_2O)排放通量的影响最大,与实验所得出结论相同。地温对(CH_4、CO_2、N_2O)排放通量的影响最大,为最关键的影响因子。
【学位授予单位】:甘肃农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:S181

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