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1.
日本长期不同施肥稻田N2O和CH4排放特征及其环境影响   总被引:4,自引:0,他引:4  
观测了75年长期连续不施肥、施硫酸铵、施熟制水稻秸秆与豆饼混合堆肥、施绿肥苜蓿4种处理下日本单季稻田温室气体N2O和CH4的排放特征及其环境影响.结果表明: 在水稻生长季节,不同处理间N2O排放无显著差异,但CH4排放差异显著;长期连续施用有机肥虽然没有增加N2O排放却促进了CH4排放.各系统排放N2O和CH4所产生的累积全球增温潜势(GWP)以绿肥处理最大(310.7 g CO2e·m-2),熟制有机堆肥次之(151g CO2e·m-2),硫酸铵处理最小(60.6 g CO2e·m-2).稻田系统的GWP主要来自CH4排放,控制和减少稻田系统CH4排放是稻田温室气体减排的核心问题.长期连续施用熟制有机堆肥既能增加土壤有机质,改善地力,满足水稻高产,又能实现CH4减排,是实践中值得推荐的水稻生产模式.  相似文献   

2.
观测了75年长期连续不施肥、施硫酸铵、施熟制水稻秸秆与豆饼混合堆肥、施绿肥苜蓿4种处理下日本单季稻田温室气体N2O和CH4的排放特征及其环境影响.结果表明: 在水稻生长季节,不同处理间N2O排放无显著差异,但CH4排放差异显著;长期连续施用有机肥虽然没有增加N2O排放却促进了CH4排放.各系统排放N2O和CH4所产生的累积全球增温潜势(GWP)以绿肥处理最大(310.7 g CO2e·m-2),熟制有机堆肥次之(151g CO2e·m-2),硫酸铵处理最小(60.6 g CO2e·m-2).稻田系统的GWP主要来自CH4排放,控制和减少稻田系统CH4排放是稻田温室气体减排的核心问题.长期连续施用熟制有机堆肥既能增加土壤有机质,改善地力,满足水稻高产,又能实现CH4减排,是实践中值得推荐的水稻生产模式.  相似文献   

3.
中高纬度地区非生长季温室气体排放对生态系统碳、氮循环具有重要影响,但采伐干扰如何影响森林沼泽非生长季土壤温室气体排放尚不明确.本研究采用静态箱-气相色谱法,观测小兴安岭4种森林沼泽(毛赤杨沼泽、白桦沼泽、落叶松苔草沼泽、落叶松藓类沼泽)不同采伐方式下(对照、择伐45%、皆伐,试验处理已10年)非生长季土壤CO2、CH4、和N2O通量及其相关环境因子(温度、湿度及碳氮含量等),分析采伐干扰对温带森林沼泽非生长季土壤温室气体排放的影响规律及主控因子.结果表明: 采伐干扰10年后,4种森林沼泽土壤CO2、CH4和N2O非生长季平均通量分别在53.08~81.31 mg·m-2·h-1、0.09~3.07 mg·m-2·h-1和4.07~8.83 μg·m-2·h-1,其中,皆伐显著提高毛赤杨沼泽和落叶松藓类沼泽非生长季土壤CO2、CH4和N2O排放量,择伐显著提高白桦沼泽、落叶松藓类沼泽及降低毛赤杨沼泽的CO2排放量,且显著降低4种森林沼泽CH4排放量及落叶松苔草沼泽的N2O排放量;天然森林沼泽非生长季土壤CO2排放受土壤温度、有机碳含量及C/N调控,CH4受土壤温度、有机碳含量调控,N2O受气温、土壤pH调控,采伐增加了CO2排放与气温、土壤含水量及积雪深度的相关性,增加了CH4排放与气温、土壤含水量、C/N的相关性,增加了N2O排放与土壤全氮和C/N的相关性;温带天然森林沼泽非生长季土壤CO2、CH4和N2O的年贡献率分别为33.2%~46.5%、6.3%~9.1%和61.5%~68.3%,皆伐提高了白桦沼泽和落叶松藓类沼泽CO2年贡献率和除落叶松藓类沼泽外其他样地的N2O年贡献率,择伐提高了落叶松苔草沼泽、落叶松藓类沼泽CO2、CH4和N2O年贡献率,但降低了白桦沼泽3种气体年贡献率.温带天然森林沼泽非生长季土壤N2O和CO2的年贡献率相对较大,皆伐使两者年贡献率进一步提高,择伐却较大幅度提高了其CH4的年贡献率.  相似文献   

4.
森林土壤是CO2、CH4和N2O等温室气体的重要排放源。采用静态箱/色谱分析技术对中国科学院鹤山丘陵综合开放试验站的尾叶桉(Eucalyptus urophylla)林土壤CO2、CH4和N2O排放通量进行了原位测定, 研究剔除林下灌草和添加翅荚决明(Cassia alata)对尾叶桉林土壤温室气体排放的影响。结果表明: 尾叶桉林土壤CO2排放通量在湿季维持在较高水平, 在旱季则明显降低。CH4和N2O在湿季波动幅度较大, 在旱季则相对稳定。土壤CO2和CH4通量峰值均出现在湿季, 但N2O峰值出现在旱季的12月。尾叶桉林土壤在不同处理下可能是CH4的源, 也可能是CH4的汇, 而对于CO2和N2O则主要是源。尾叶桉林下剔除灌草及添加翅荚决明能显著增大土壤CO2和N2O的排放, 但林下灌草剔除后有利于CH4的吸收, 添加翅荚决明有利于CH4的排放。表层土壤温度和湿度是影响土壤温室气体排放的首要因子。呼吸底物(氮源)和土壤微生物量也是影响土壤温室气体排放的重要因子。  相似文献   

5.
不同灌溉量对小麦-玉米轮作农田生态系统净碳汇的影响   总被引:3,自引:0,他引:3  
灌溉对农田温室效应与碳足迹贡献产生重要影响.本文采用静态暗箱-气相色谱法对关中平原小麦-玉米轮作(2014—2015年)农田温室气体(CO2、CH4和N2O)排放通量进行了监测,并用净增温潜势(NGWP)和碳足迹两个指标评估不同灌溉量对关中平原农田温室效应、作物生产碳足迹的分布和构成的影响.试验在作物关键需水期(冬小麦越冬期和拔节期、夏玉米出苗期和拔节期)设置W0(0 mm)、W120(120 mm)、W180(180 mm)、W240(240 mm)4个处理.结果表明: 与W0处理相比,W120、W180、W240处理下小麦产量分别增加了31.3%、44.3%、33.7%,玉米产量分别增加了9.9%、22.6%、33.8%; CO2的年际排放总量分别增加了22.2%、24.3%、15.1%,N2O的年际排放总量分别增加了18.6%、67.8%、91.5%,但CH4的年际吸收总量分别降低了51.7%、79.6%、97.8%;NGWP分别增加了20.1%、31.6%、31.4%.W120处理下碳足迹较W0处理降低了19.1%,但W180、W240处理与W0处理相比无显著性差异;W120、W240处理单位产量碳足迹较W0处理分别增加了44.5%、23.3%,而W180处理与W0处理无显著性差异.综合考虑不同灌溉量的经济效应和环境效应,180 mm的灌水量更有利于关中平原小麦-玉米轮作系统的节水及固碳减排.  相似文献   

6.
弄清土地利用和降水变化对林地土壤主要温室气体(CO2、CH4和N2O)排放通量变化的影响, 是准确评估森林土壤温室气体排放能力的重要基础。该研究以常绿落叶阔叶混交林原始林、桦木(Betula luminifera)次生林和马尾松(Pinus massoniana)人工林为对象, 采用静态箱-气相色谱法研究了3种土地利用方式(常绿落叶阔叶混交林原始林、桦木次生林和马尾松人工林)和降水减少处理状况下森林土壤CO2、CH4和N2O通量排放特征, 并探讨了其环境驱动机制。研究结果表明: 原始林土壤CH4吸收通量显著高于次生林和人工林, 次生林CH4吸收通量显著高于人工林土壤。人工林土壤CO2排放通量显著高于原始林和次生林土壤。次生林土壤N2O排放通量高于原始林和人工林, 但三者间差异不显著。降水减半显著抑制了3种不同土地利用方式下林地土壤CH4吸收通量; 降水减半处理对原始林和次生林土壤CO2排放通量均具有显著的促进作用, 而对人工林土壤CO2排放通量具有显著的抑制作用; 降水减半处理促进了原始林和人工林林地土壤N2O排放而抑制了次生林林地土壤N2O排放。原始林和次生林林地土壤CH4吸收通量随土壤温度升高显著增加, CH4吸收通量与土壤温度均呈显著相关关系; 原始林、次生林和人工林土壤CO2和N2O排放通量与土壤温度均呈显著正相关关系; 土壤湿度抑制了次生林和人工林土壤CH4吸收通量, 其CH4吸收通量随土壤湿度增加显著减少; 原始林土壤CO2排放通量与土壤湿度呈显著正相关关系。自然状态下, 原始林土壤N2O排放通量与土壤湿度呈显著正相关关系, 原始林和次生林土壤N2O排放通量与硝态氮含量呈显著相关关系。研究结果表明全球气候变化(如降水变化)和土地利用方式的转变将对北亚热带森林林地土壤温室气体排放通量产生显著的影响。  相似文献   

7.
森林土壤是CO2、CH4和N2O等温室气体的主要排放源.本研究采用静态箱/色谱分析技术,对中国科学院鹤山丘陵综合开放试验站内厚荚相思林土壤CO2、CH4和N2O通量进行原位测定,研究剔除林下灌草和添加翅荚决明对土壤温室气体排放的影响.结果表明:厚荚相思林土壤CO2通量在湿季维持较高水平,在旱季则明显降低.CH4和N2O在9-11月波动幅度较大,峰值出现在10月.在不同处理下,厚荚相思林土壤可能是CH4的源也可能是CH4的汇,而于CO2和N2O则是源.林下剔除灌草能显著增大土壤CO2排放(P<0.05),而添加翅荚决明能加快土壤CH4的排放(P<0.05).林下剔除灌草及添加翅荚决明两种处理都能够加大N2O的排放通量.表层土壤温度、湿度、NO3--N和微生物生物量碳都是影响土壤温室气体排放的重要因子.  相似文献   

8.
通过田间试验研究了不同缓/控释尿素对水稻产量和稻田周年温室气体排放的影响,评估生产单位质量水稻的温室气体排放量.结果表明: 优化施肥(OPT)处理在减氮(N)21.4%条件下产量与习惯施肥(FFP)处理持平,同时减少了稻田周年CH4和N2O的排放,其中水稻季CH4和N2O分别减排12.6%和12.5%,休闲季N2O减排33.3%.与OPT处理相比,控释尿素(CRU)处理在水稻季CH4减排28.9%,休闲季CH4零排放;硝化抑制剂(DMPP)处理在水稻季CH4和N2O分别减排41.6%和85.7%,休闲季CH4和N2O分别减排76.9%和6.5%.休闲季节N2O排放占周年N2O排放的76.8%~94.9%,是评价整个稻田温室气体排放不容忽视的因素.OPT、CRU和DMPP处理生产1.0 kg稻谷的温室气体排放强度分别为0.50、0.41和0.33 kg·kg-1,综合考虑周年的温室气体排放总量和产量,尿素和硝化抑制剂配合施用可以在保证水稻产量的情况下,减少温室气体的排放.  相似文献   

9.
通过田间试验研究了不同缓/控释尿素对水稻产量和稻田周年温室气体排放的影响,评估生产单位质量水稻的温室气体排放量.结果表明: 优化施肥(OPT)处理在减氮(N)21.4%条件下产量与习惯施肥(FFP)处理持平,同时减少了稻田周年CH4和N2O的排放,其中水稻季CH4和N2O分别减排12.6%和12.5%,休闲季N2O减排33.3%.与OPT处理相比,控释尿素(CRU)处理在水稻季CH4减排28.9%,休闲季CH4零排放;硝化抑制剂(DMPP)处理在水稻季CH4和N2O分别减排41.6%和85.7%,休闲季CH4和N2O分别减排76.9%和6.5%.休闲季节N2O排放占周年N2O排放的76.8%~94.9%,是评价整个稻田温室气体排放不容忽视的因素.OPT、CRU和DMPP处理生产1.0 kg稻谷的温室气体排放强度分别为0.50、0.41和0.33 kg·kg-1,综合考虑周年的温室气体排放总量和产量,尿素和硝化抑制剂配合施用可以在保证水稻产量的情况下,减少温室气体的排放.  相似文献   

10.
通过田间试验,研究了太湖地区不同轮作模式下稻季温室气体排放规律.结果表明: 水稻生长季CH4排放呈先升高后降低趋势,CH4排放主要集中在水稻生育前期,烤田后至水稻收获期间CH4排放量较低;N2O的排放主要集中在3次施肥及烤田期.稻季排放的CH4对全球增温潜势(GWP)的贡献远高于N2O,各处理所占比例为94.7%~99.6%,是温室气体减排的主要对象.不同轮作模式下,稻季CH4排放总量及其GWP存在显著差异,表现为小麦-水稻>紫云英-水稻>休闲-水稻轮作;稻季N2O排放总量及其GWP没有显著性差异.与不施肥处理相比,紫云英-水稻轮作模式下施加氮肥显著降低了CH4排放量和GWP,但不同氮肥用量下的CH4排放量和GWP没有显著性差异,而紫云英还田稻季施氮240 kg·hm-2下的水稻产量却最高.综合经济效益和环境效益,紫云英还田稻季施氮240 kg·hm-2下的增产减排综合效果更好,是值得当地推广的耕作制度.  相似文献   

11.
为探讨不同加气灌溉施氮模式下设施甜瓜土壤CO2和N2O排放的动态变化规律及其与土壤温度、湿度的关系,本研究采用密闭静态箱-气相色谱法对加气灌溉不同施氮水平下土壤CO2和N2O排放进行监测,并分析了加气灌溉对不同施氮量下土壤CO2和N2O排放的影响.试验采用加气灌溉(AI)和不加气灌溉(CK)两种灌溉方式,施氮量设不施氮(N1)、传统施氮量的2/3(150 kg·hm-2,N2)和传统施氮量(225 kg·hm-2,N3)3个施氮水平.结果表明:加气灌溉土壤CO2和N2O排放量高于不加气灌溉处理,但是差异不显著;相同灌溉模式下,CO2和N2O排放量随施氮量的增加而显著增加,施氮量是土壤CO2和N2O排放的主要影响因素.加气灌溉条件下,不同施氮处理N2O排放通量与土壤温度和湿度呈显著正相关,CO2排放通量与土壤温度呈显著正相关.加气减氮处理在氮肥减少1/3的情况下,甜瓜产量提高了6.9%,温室气体排放引起的增温潜势值从9544.82 kg·hm-2下降到9340.72 kg·hm-2.综上,通过加气灌溉减少氮肥施用量来抑制农业生产系统中温室气体排放是可行的.  相似文献   

12.
为探讨不同加气灌溉施氮模式下设施甜瓜土壤CO2和N2O排放的动态变化规律及其与土壤温度、湿度的关系,本研究采用密闭静态箱-气相色谱法对加气灌溉不同施氮水平下土壤CO2和N2O排放进行监测,并分析了加气灌溉对不同施氮量下土壤CO2和N2O排放的影响.试验采用加气灌溉(AI)和不加气灌溉(CK)两种灌溉方式,施氮量设不施氮(N1)、传统施氮量的2/3(150 kg·hm-2,N2)和传统施氮量(225 kg·hm-2,N3)3个施氮水平.结果表明:加气灌溉土壤CO2和N2O排放量高于不加气灌溉处理,但是差异不显著;相同灌溉模式下,CO2和N2O排放量随施氮量的增加而显著增加,施氮量是土壤CO2和N2O排放的主要影响因素.加气灌溉条件下,不同施氮处理N2O排放通量与土壤温度和湿度呈显著正相关,CO2排放通量与土壤温度呈显著正相关.加气减氮处理在氮肥减少1/3的情况下,甜瓜产量提高了6.9%,温室气体排放引起的增温潜势值从9544.82 kg·hm-2下降到9340.72 kg·hm-2.综上,通过加气灌溉减少氮肥施用量来抑制农业生产系统中温室气体排放是可行的.  相似文献   

13.
岳进  梁巍  吴杰  史奕  黄国宏 《生态学杂志》2003,(11):2015-2018
通过对黑土稻田CH4和N2O排放的观测,发现水稻生长季CH4和N2O排放量低于全国其它地区稻田.CH4和N2O排放之间存在互为消长关系(r=-0.513,P<0.05).但在同样施肥水平条件下,间歇灌溉与长期淹灌相比,CH4排放明显减少而N2O略有增加,其相对综合温室效应被大大减少且水稻产量未受影响.为此,间歇灌溉可作为减少稻田温室气体排放的水分管理措施.另外,通过对CH4和N2O排放的相关微生物过程探讨,揭示产甲烷菌数与CH4排放间呈显著性正相关(R2=0.82,P<0.05),硝化菌数和反硝化菌数与N2O排放有重要关系.  相似文献   

14.
非生长季土壤温室气体排放在碳氮循环中具有重要作用,而采伐干扰对非生长季森林土壤温室气体排放具有何种影响并不明确.采用静态暗箱-气相色谱法,同步观测温带帽儿山50年生红松人工林在不同透光抚育方式下(次生林冠下栽植红松10年时设立为对照;半透光抚育: 伐除上层林木50%;全透光抚育: 伐除上层林木100%)非生长季土壤3种温室气体(CO2、CH4和N2O)排放通量及其相关环境因子(土壤温度、含水量及碳氮含量等),研究采伐干扰对非生长季森林土壤温室气体排放的影响及主控因子.结果表明: 透光抚育会降低非生长季土壤CO2、CH4和N2O的排放通量,全透光和半透光抚育显著降低了温带红松林非生长季土壤CO2排放量21.0%和22.8%,并降低CH4吸收量16.0%和16.4%,但差异不显著,全透光抚育显著降低N2O排放量23.5%,而半透光抚育降低11.2%且差异不显著.温带红松林非生长季土壤CO2、CH4和N2O的年贡献率分别为11.7%~14.2%、13.1%~17.0%和63.9%~72.6%,透光抚育降低了非生长季土壤CO2(1.4%~2.5%)和CH4(0.7%~3.9%)年贡献率,但提高了N2O年贡献率(2.4%~8.7%).透光抚育增加了CO2排放与土壤温度、含水量、硝态氮及铵态氮的相关性,降低其与有机碳的相关性,增加了CH4排放与土壤含水量、酸碱度、有机碳和铵态氮的相关性,降低其与硝态氮的相关性,增加了N2O排放与土壤温度相关性,降低其与硝态氮和铵态氮的相关性,改变了其与土壤酸碱度的正负相关关系.因此,透光抚育经营方式能够显著影响温带森林非生长季土壤温室气体排放,其中全透光抚育降低非生长季土壤N2O排放能力要强于半透光抚育.  相似文献   

15.
不同氮肥对东北春玉米农田温室气体周年排放的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
为探明不同氮肥条件下高纬度农田土壤的温室气体排放特性,采用静态箱-气相色谱法研究了常规施氮(CN)、施用缓释肥(SLN)、尿素添加硝化抑制剂和脲酶抑制剂(NIUI)、不施氮肥(NN)对东北春玉米农田土壤温室气体排放的影响.结果表明: CN、SLN和NIUI处理产量分别为9618、9376和9645 kg·hm-2.与CN处理相比,SLN促进了玉米生长季土壤N2O的排放,降低了非生长季土壤N2O的排放;NIUI处理N2O累积排放量比CN降低了39.0%;各处理土壤CO2周年累积排放通量无显著差异;东北春玉米田是大气中CH4的弱汇,NIUI处理较CN促进了玉米生长季土壤对CH4的吸收.综上,尿素添加脲酶抑制剂和硝化抑制剂可以在实现玉米高产的同时有效减少土壤温室气体排放.  相似文献   

16.
利用黑龙江省科学院自然与生态研究所三江平原湿地生态定位研究站内的长期模拟氮沉降试验平台,采用静态箱-气相色谱法,设置低氮(40 kg N·hm-2·a-1)和高氮(80 kg N·hm-2·a-1)处理,以及对照(0 kg N·hm-2·a-1),测定小叶章湿地温室气体排放通量及其相关环境因子,研究三江平原小叶章湿地温室气体排放对氮沉降的响应.结果表明: 低氮和高氮输入均显著增加了温室气体的排放通量,低氮和高氮处理使CO2排放通量增加47.5%和47.9%,CH4排放通量增加76.8%和110.1%,N2O排放通量增加42.4%和10.6%.低氮输入改变了N2O排放的季节动态,但对CO2和CH4排放的季节动态没有显著影响,高氮处理对3种气体排放的季节动态均未造成影响.CO2排放通量和CH4排放通量均与土壤温度呈显著正相关,而影响N2O排放的因素较为复杂,未与土壤温度出现显著的相关关系.  相似文献   

17.
采用3因素2水平交互设计室内恒温培养试验,通过调控秸秆施用、氮肥用量及食细菌线虫,探讨三者对土壤微生物生物量碳氮(Cmic和Nmic)、可溶性碳氮(DOC、DON)、矿质氮(NH4+-N和NO3--N)及温室气体排放(CO2、N2O和CH4)的交互影响.结果表明: 施用秸秆显著增加了食细菌线虫数量、Cmic和Nmic,而随着氮肥用量增加,Cmic和Nmic降低,食细菌线虫对Cmic和Nmic的影响则依赖于秸秆和氮肥用量.秸秆、氮肥和食细菌线虫对可溶性碳氮和矿质氮表现出强烈的交互作用,其中秸秆和氮肥均增加了DOC、NH4+ -N和NO3--N;食细菌线虫对DOC的抑制作用和对矿质氮的促进作用达到显著水平.秸秆处理对CO2、N2O的促进及对CH4的抑制均达到显著水平,而线虫和氮肥的影响则更多表现出交互作用.在培养第56天,有秸秆时,低量氮肥下食细菌线虫显著促进了CO2的排放,而高量氮肥下则表现出对CO2和N2O显著的抑制作用.总之,土壤生态功能的发挥不可忽视土壤动物的作用.  相似文献   

18.
目前, 有关增温条件下荒漠生物土壤结皮(BSCs)-土壤系统与大气之间主要温室气体(CO2、CH4和N2O)通量变化的研究十分匮乏, 以致很难准确地评估荒漠生态系统温室气体通量对气候变暖的响应与反馈的方向和程度。该文选择腾格里沙漠东南缘天然植被区由藻类、藓类以及二者混生的3种类型的BSCs覆盖土壤为研究对象, 以开顶式生长室(OTC)为增温方式模拟全球变暖, 采用静态箱-气相色谱法探究了2012年7月至2013年6月增温和不增温处理下CO2、CH4和N2O通量的变化特征。结果表明: 增温和结皮类型对CO2、CH4和N2O通量没有显著影响。采样日期、结皮类型与采样日期, 以及增温与结皮类型和采样日期的互作显著影响CO2和CH4通量, 增温和采样日期互作显著影响CH4通量。BSCs-土壤系统的CO2、CH4和N2O年通量及其增温潜能在增温和不增温处理下的差异均不显著。CO2通量与5 cm深度的土壤温度呈显著的指数正相关关系, 与10 cm深度的土壤湿度呈线性正相关关系; 藓类、混生结皮的CH4通量与5 cm深度的土壤温度和10 cm深度的土壤湿度均呈显著的线性负相关关系; 3种结皮类型的N2O通量与5 cm深度的土壤温度均无相关关系, 藓类结皮的N2O通量与10 cm深度的土壤湿度呈显著的线性负相关关系。藓类结皮的CO2和CH4在增温和不增温两种处理下的通量差异与5 cm深度的土壤温度差异呈显著的负线性相关, 藻类结皮N2O的通量差异与温度差异呈近似正相关关系(p = 0.051)。以上结果说明: 在全球变暖的背景下, 荒漠BSCs-土壤系统主要温室气体通量不会有明显的变化, 意味着荒漠生态系统温室气体的排放可能对气候变暖没有明显的 反馈。  相似文献   

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