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川中丘陵区农田生态系统主要温室气体排放研究

江长胜  
【摘要】:本研究主要以位于四川省盐亭县内中国科学院盐亭紫色土农业生态实验站为实验平台,2002.11-2005.5连续两年半时间在田间原位对该地区四种常见耕作制度下农田CH_4、N_2O和CO_2的排放同时进行了研究。实验方法为静态暗箱-气相色谱法。研究了该地区不同耕作制度下农田CH_4、N_2O和CO_2的排放特征及其影响因素,作物植株的参与和N肥施用对农田CH_4和N_2O排放的影响,并对不同耕作制度下农田生态系统NEE和CH_4、N_2O和CO_2排放所产生的综合增温潜势(GWP)分别进行了初步估算。 研究表明,川中丘陵区冬灌田CH_4排放通量较高,水稻生长季平均通量值为21.4±1.8 mg m~(-2)·h~(-1),该值比以前同类地区研究报道值低得多,且全年CH_4排放量主要集中在水稻生长季,冬灌田休闲期虽然时间很长,但在此期间CH_4排放量平均只占全年CH_4总排放量的24.2%。水稻植株对冬灌田CH_4排放具有明显的促进作用,水稻生长季水稻种植区CH_4排放量约是无水稻种植区的3倍。冬灌田CH_4排放通量与5cm深土壤温度呈极显著正相关(P0.001),而与水层深度的对数值却呈极显著负相关关系(P0.01)。CH_4累积排放量与水稻地上部分生物量呈极显著正相关(P0.001)。尿素态N肥的施用量从0提高到150 kgN·hm-2时,对冬灌田CH_4排放的影响不显著。 采用不同的耕作制度,对川中丘陵区农田CH_4排放具有重要影响。在水稻生长季,相对于常规耕作冬灌田,采用冬灌田强化栽培、稻-麦轮作和稻-油轮作耕作方式稻田CH_4排放量平均分别下降了33.2%、54.5%和57.8%。无论冬灌田还是水-旱轮作稻田,在水稻分蘖盛期、拔节孕穗期和抽穗扬花期都是控制CH_4排放的最有效时期。 农田在旱作阶段,通气良好的旱地土壤都为大气CH_4的弱汇,但这种吸收量非常有限,全旱季CH_4吸收量都低于5 kg·hm~(-2),远远小于水稻季CH_4的排放量。旱地土壤中尿素N肥施用量的提高会降低土壤对CH_4的吸收量。 研究表明,川中丘陵区冬灌田也是N_2O的排放源,且主要集中在水稻生长季,


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