三峡库区几种土地利用方式土壤CH通量及其影响因素研究

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dingmx2008
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甲烷(CH4)是重要的温室气体之一,对全球气候变化具有重要影响。陆地生态系统是CH4的主要排放源,其CH4的产生、氧化、排放及其影响因素的研究对CH4的减排和调控有很重要的影响。本文利用静态箱-气相色谱法自2004年4月到2007年3月对三峡库区秭归县张家冲和曲溪流域的几种土地利用方式(水改旱、旱地、果园、林地、菜地)的土壤CH4通量进行了连续观测,结合室内培养试验,对土壤CH4通量与温度、水分、氮肥施用量等因子的关系进行了分析,主要结论有:
   1、不同土地利用方式的土壤CH4排放通量的变化范围在-75.08~46.261.μg/㎡·h之间,平均排放通量范围在-44.51~0.68μg/㎡-h之间。按土壤CH4年均排放总量排序依次为:菜地>旱地>水改旱>果园>林地。林地、果园、水改旱、旱地CH4排放通量均为负值,表现为大气CH4的汇。
   2、土壤CH4排放通量呈明显的季节性变化,并与大气温度、5 cm处土壤温度呈负相关:与0~20 cm表层土壤充水孔隙度(WFPS)呈正相关;土壤CH4年均排放通量与氮肥施用量呈正相关。逐步回归法分析表明,菜地、旱地、果园CH4排放通量的主要影响因子是5 cm处土壤温度和WFPS;林地CH4排放通量的主要影响因子是5 cm处土壤温度、WFPS和NH4+含量。
   3、室内培养试验结果表明,在不同温度(5℃、15℃、25℃和35℃)、土壤含水量(40%、70%和100%WFPS)和氮肥施用量(0、140和280 mg N/kg)处理的土壤CH4累积排放量在12.6~64.8μg/g,35℃、70%WFPS、施高量氮肥(280 mg N/kg)处理土壤CH4累积排放量最大,5℃、40%WFPS、未施氮肥处理土壤CH4累积排放量最小。
   4、相同水分和氮肥处理下的土壤CH4排放速率与温度呈正相关。土壤CH4排放速率和相应的土壤含水量可以使用二次多项式方程进行拟合,当WFPS降至19.3%以下时,表现为氧化大气中的CH4。
   5、施NO3-N肥对土壤CH4排放有明显的促进作用,施NO3N肥处理下的CH4初始排放通量和排放速率均显著高于未施氮肥处理,施高量氮肥(280 mg N/kg)处理对土壤CH4排放速率的促进作用更为明显。土壤含水量为40%WFPS时,未施肥和施N03N肥处理土壤CH4排放速率均与NH4+含量呈正相关。土壤含水量为70%WFPS和100%WFPS时,土壤CH4排放速率则N03-含量呈正相关。
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