论文部分内容阅读
本文以四川省金堂县为研究区域，通过2005年5月～2006年5月对研究区域农户目前的作物栽培制度、管理方法、作物产出等进行调查和分析，进行土样、水样的测定，并结合当地的气象资料，利用DNDC模型模拟目前农户作物生产条件下稻田温室气体的排放情况，并和专家高产管理方法的温室气体排放进行比较。在农户调查的基础上，改变目前的生产条件中的某些影响因子，进一步研究和预测稻田温室气体的排放情况，提出减少研究区域内稻田温室气体排放的措施。主要结论如下：
1.研究区域农户常规栽培管理水平下C02、CH4和N20排放情况
(1)冬水田(PF)，油菜一水稻田(RR)和小麦一水稻田(Rw)。PF、RR和Rw的C02年排放量分别为：4102 kg·hm<-2>、7512 kg·hm<-2>和8111 kg·hm<-2>。PF水稻生长期和休闲期C02排放通量分别为25.48 kg·hm<-2>·d<-1>和3.36 kg·hm<-2>·d<-1>，前者是后者的7.58倍。RR和Rw水稻生长期CO<,2>排放通量平均为23.32 kg·hm<-2>·d<-1>和25.21kg·hm<-2>·d<-1>。PF、RR和Rw水稻生长期CO<,2>排放通量差别不大。RR和RW非水稻生长期的CO<,2>排放通量分别为19.34 kg·hm<-2>·d<-1>和20.96 kg·hm<-2>·d<-1>，分别为PF休闲期的5.76和6.24倍。
(2)PF水稻生长期CH4排放通量为2.24 kg·hm<-2>·d<-1>。休闲期CH<,4>排放通量为0.51kg·hm<-2>·d<-1>。水稻生长期CH4排放通量是休闲期的4.39倍。水稻生长期CH<,4>排放量为291kg·hm<-2>，占全年总CH4排放量(411 kg·hm<-2>)的80.73％。
PF的N20排放量仅为5.12kg·hm<-2>·a<-1>。水稻生长期和冬闲期N<,2>O通量分别为0.033和0.0036 kg·hm<-2>·d<-1>，前者是后者的9.17倍。水稻生长期N<,2>O排放量为4.28 kg·hm<-2>，占全年总N<,2>O排放量的83.59％。
(3)PF在采用水旱轮作制后，CH4排放量大大降低，RR和RW全年CH4排放量分别为146.kg·hm<-2>和149 kg·hm<-2>，分别为PF的35.64％和36.25％。RR和RW全年N<,2>O排放量分别为14.78 kg·hm<-2>和17.40 kg·hm<-2>，分别为PF的2.89倍和3.40倍。
(4)CH<,4>和N<,2>O的排放量在水稻整个生长季节存在明显的互为消长的关系。CH<,4>排放多时N<,2>O排放少，CH<,4>排放少时N<,2>O排放多。
(5)综合考虑PF、RR和RW排放CO<,2>、CH<,4>和N<,2>O的全球增温潜势(GWP)。PF、RR和RW由CH<,4>和N<,2>O)：产生的GWP：PF>>Rw>RR。而由CO<,2>、CH<,4>和N<,2>O产生的GWP：RW>RR>PF。
2.作物高产管理方法和农民常规方法CO<,2>、CH<,4>和N<,2>O排放量的比较
改用专家的管理方法后，全年PF、RR和RW的CO<,2>排放量分别由41 11 kg·hm<-2>、7512 kg·hm<-2>～3118111 kg·hm<-2>增加到4187 kg·hm<-2>、7794 kg·hm<-2>和138427 kg·hm<-2>，分别增加了2.07％、3.75％和3.90％；N<,2>O排放量分别由5.12kg·hm<-2>、14.78kg·hm<-2>和17.40kg·hm<-2>增加到7.67 kg·hm<-2>、15.79 kg·hm<-2>和119.21 kg·hm<-2>，分别增加了49.80％、6.83％和10.40％；CH4的排放量分别由411 kg·hm<-2>、146 kg·hm<-2>和1149 kg·hm<-2>减少到319kg·hm<-2>、65 kg·hm<-2>和67 kg·hm<-2>，分别减少了22.38％、55.62％和55.03％；全年CO<,2>、CH<,4>和N<,2>O的GWP，分别减少了8.47％、8.48％和6.20％。
3.模拟不同栽培条件的改变对温室气体排放的影响
(1)在氮肥种类和用量方面：施用相同纯氮量的氮肥，就NzO排放量而言，尿素要显著高于碳铵。氮肥施用量(折纯N)大于200 kg·hm<-2>，N20排放量均随每百千克纯氮的投入量增加呈极显著增加。
(2)有机肥种类和动物粪尿投入量方面：相同碳含量有机肥的施用条件下，CH<,4>排放量(p<0.0 1)：农家肥>>绿肥≈稻草秸杆≈动物粪尿≈堆肥；N<,2>O排放量(p<0.01)：动物粪尿>>农家肥≈绿肥>稻草秸杆≈堆肥。随着动物粪尿施肥量的增加，CO<,2>、CH<,4>和N<,2>O的排放量均增加。
(3)晒田和不晒田：冬水田采用专家的晒田方法，CH<,4>排放量减少了27.57％；N<,2>O和CO<,2>排放量都略有增加，而总的GWP下降了9.10％。
(4)耕地深度：随着耕地深度的增加，CO<,2>的排放量逐渐增加，CH<,4>的排放量下降。在0～10cm范围内，N<,2>O排放量随着耕地深度的增加而增加，但在耕地深度达20 cm时，N<,2>O排放量减少，其原因还有待于进一步研究。
(5)年平均气温和年降雨量变化方面：随着年平均气温的增加，各种温室气体的年排放量均呈增加趋势，存在正反馈的效应。随着年降雨量的增加，对CO<,2>和CH<,4>排放量影响不大，而N<,2>O的排放量逐渐减少。
(6)土壤PH值、有机质含量和质地变化：土壤PH值变化对CO<,2>和CH<,4>排放量影响不大，而N<,2>O的排放量随PH值的变化呈“抛物线”形状；土壤PH=7左右时，N<,2>O的排放量最大。土壤有机质方面，随着土壤有机质含量的增加，CO<,2>的排放量呈极显著增加，N<,2>O的排放量呈显著增加，而CH<,4>气体的排放量增加不显著。土壤质地方面，随土壤粘性的增大，CO<,2>、CH<,4>和N<,2>O的排放量均减少。