湖北省主要稻作模式温室气体排放模拟研究

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:umum78
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
温室气体(Greenhouse gases,GHGs)引起的全球变暖问题受到广泛重视,由此引发的环境问题逐步影响人类生活,温室气体减排至关重要。稻田被认为是农业温室气体主要排放源。湖北省是我国重要的粮食生产省份,稻田种植面积大,且种植模式丰富多样。研究湖北省不同稻作模式温室气体排放特征及减排潜力,对促进农业可持续发展具有重要意义。本研究利用DNDC模型模拟了湖北省稻麦、稻油、双季稻、稻闲和稻虾模式温室气体排放量,探明了不同稻作模式下温室气体排放的影响因素,并以潜江市为例,结合遥感技术,更精确地反映了潜江市范围内稻田温室气体排放现状,同时探明了管理措施中秸秆还田量、施氮量和晒田时间等因素对稻田温室气体减排的影响。主要研究结果如下:(1)点位实测结果显示,不同稻作模式温室气体季节性排放存在一定差异,各模式周年产生全球增温潜势(Global warming potential,GWP)主要来自水稻季CH4排放。稻虾、稻闲、稻麦、稻油和双季稻模式周年GWP中CH4占比分别为95.23%、94.30%、94.88%、70.00%和93.17%,而各模式水稻季CH4排放量占周年CH4排放量的比例分别为74.77%、82.17%、98.55%、95.74%和100.00%。N2O在稻作模式中对周年GWP贡献比例较小,且与冬季作物类型和田间管理密切相关。用点位实测结果对DNDC模型进行校准和验证,各项评价指标表明DNDC模型适用于湖北省主要水稻种植模式温室气体排放的模拟。(2)不同稻作模式下各类型参数对温室气体排放的敏感程度不同。土壤参数中,容重、黏粒含量、土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)和p H值对温室气体排放影响最为显著。气象参数中,除稻虾模式外,年均温和大气CO2浓度均为较敏感参数,在稻麦和稻油模式下降水量也为较敏感参数。管理参数中,施氮量、晒田时间和秸秆还田量对各模式温室气体排放量影响最大。(3)2006-2015年湖北省单位面积周年CH4排放量和单位面积周年GWP整体表现为稻闲<稻油<稻麦<双季稻,而单位面积周年N2O排放整体表现为稻闲<双季稻<稻麦<稻油。神农架林区、随州市、襄阳市、宜昌市、十堰市和恩施土家族苗族自治州各模式单位面积GWP处于较低水平,就农业减排来说更适合发展稻作模式。(4)2006-2015年湖北省稻麦和稻油面积呈现波动上升趋势,而双季稻和稻闲面积呈现缓慢下降趋势。模拟结果显示,各模式温室气体排放趋势与面积变化趋势一致。2006-2015年湖北省主要稻作模式CH4排放量为5.60×10~5t·yr-1,N2O排放量为5.29×10~3t·yr-1,GWP为2.06×10~7t CO2-eq·yr-1。主要稻作模式对湖北省温室气体z周年排放总量贡献比例表现为稻油(34.35%)>稻麦(31.62%)>双季稻(24.39%)>稻闲(9.64%)。地区温室气体总排放量以荆州市、黄冈市、孝感市、襄阳市和荆门市最高,而神农架林区、鄂州市、十堰市和潜江市最低。(5)稻虾模式本身具有减排效果,而各模式均可通过适当减少秸秆还田量和施氮量、增加晒田时间来达到温室气体减排目标。结合遥感技术对2019年潜江市进行了1 km×1 km范围区域模拟,较精确的实现了潜江市整体排放现状可视化。2019年潜江市稻虾遥感提取面积为58395.64 hm~2,其他模式面积在10930.95 hm~2-25793.52hm~2之间,稻虾CH4和N2O排放量为394.50 kg·hm-2·yr-1和1.43 kg·hm-2·yr-1,均低于其他模式,转变成其他模式后潜江市CH4排放量将增加2.31%-11.25%,N2O排放增加11.49%-67.09%,碳固定量减少9.95%-22.81%。秸秆还田量对CH4排放影响最为显著,与目前的秸秆半量还田相比,秸秆不还田将降低13.21%-46.82%的CH4排放。施氮量对N2O排放影响最大,与目前常规施氮水平相比,减氮20%将减少5.35%-17.91%的N2O排放。晒田时间对CH4和N2O排放的影响效果相反,与目前的轻度晒田相比,不晒田将增加19.24%-28.95%的CH4排放,而减少12.48%-28.78%的N2O排放,重度晒田将减少17.27%-23.36%的CH4排放,而增加6.03%-10.30%的N2O排放,增加晒田时间均降低了综合GWP。
其他文献
沙漠和绿洲是干旱地区生态环境中既相互独立又相互影响的矛盾统一体,绿洲作为异质性极强的荒漠地区生态景观,生态结构简单,生态脆弱性极强,是荒漠地区人类赖以生存的基础,维系着绿洲地区经济建设、社会发展和人民生活的命脉。在人类对绿洲资源进行大规模开发,振兴经济的过程中,不合理的大规模开发使得本就资源匮乏、环境脆弱且对自然灾害以及人为干扰抵御能力极其有限的沙漠绿洲,带来毁灭性的生态安全问题。识别和保护对区域
传统锂离子电池的实际能量密度逐渐接近其理论极限值,到达了发展的瓶颈期。具有较高比容量(3860 mA h/g)和较低还原电位(-3.04 V vs.标准氢电极)两大优势的锂金属负极是下一代高能量密度锂电池的首选负极材料。然而,锂金属电池在实际应用中存在与电解液的副反应、锂枝晶生长、体积膨胀等问题。于是,将质量轻、电导率高的碳材料作为三维骨架结合金属锂构建三维复合金属锂负极,可以增加离子扩散通道,提
长久以来,以酸奶为代表的发酵乳制品已成为健康饮食的重要组成部分,在世界各地深受消费者喜爱。目前,发酵乳制品的研究主要集中在通过丰富风味物质来改善酸奶的感官特性,同时,也有研究表明向发酵乳中添加营养生物活性物质,可以有效预防和减少与营养缺乏相关疾病的发生,也会改变发酵乳制品的理化性质、质地和风味,从而影响消费者对产品的接受程度。马铃薯全粉的氨基酸种类齐全,营养价值高,保持了新鲜马铃薯的全部营养和风味
光探测器和光放大器是现代科学研究中非常重要的两类物理器件,它们的量子噪声起源与量子物理学的基本原理——波粒二象性——具有紧密的内在联系。出于数学处理的简单性,光探测和光放大的量子理论较多地使用单模场概念,以处理这些器件的量子噪声问题;但是,“单模场”既不是量子场论中标准的场(波),也不是标准的模(粒子)。按照相对论的要求,任何量子场的对易子都必须满足光速不变之约束条件;而单模场却不满足该约束条件。
高精度绝对重力测量在惯性导航、资源勘探、基础物理研究等方面有着重要应用,而原子干涉重力仪是实现高精度绝对重力测量的重要手段之一。为更好地满足绝对重力实地测量和比对研究需求,目前原子干涉重力仪正在从实验室研究阶段逐步向移动式、小型化发展。引力中心前期在实验室环境下的原子干涉重力仪已经取得突破,本人博士课题是在此基础上开展可移动原子干涉重力仪(TAG)的研制,主要进行了以下三个方面工作:1、可移动原子
磷酸三(2-丁氧基)乙酯(Tris(2-butoxyethyl)phosphate,TBOEP)是一种常见的有机磷阻燃剂,在自然环境和水生动物中的检出率较高。尽管已有研究报道了TBOEP对斑马鱼胚胎的急性发育毒性效应,然而其致毒机理尚不明确。因此,本研究旨在探讨其可能的致毒机制。本实验以斑马鱼胚胎为模型,选取2 hpf的斑马鱼胚胎暴露于0、20μg/L、200μg/L、1000μg/L和2000μ
猪呼吸系统疾病综合征(Porcine Respiratory Disease Complex,PRDC)是一种由多种因素引起的综合症,给世界养猪业带来巨大的经济损失,其中涉及的主要病原因素包括细菌(如猪胸膜肺炎放线杆菌、猪支气管败血性波氏杆菌、多杀性巴氏杆菌和副猪革拉瑟氏杆菌)、病毒(如猪甲型流感病毒、猪繁殖与呼吸道综合征病毒和猪圆环病毒2型)和支原体(如猪支原体和猪肺炎支原体)。不同病原因素在P
第一部分ATRQβ-001疫苗抑制AngⅡ诱导的腹主动脉瘤的有效性研究目的:大量研究数据显示腹主动脉瘤(AAA)与肾素-血管紧张素系统(RAS)关系密切。本课题组前期工作中研发了一种针对人血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)1型受体的多肽疫苗ATRQβ-001。该疫苗不仅能有效降低高血压大/小鼠的血压,对糖尿病肾病、动脉粥样硬化、心衰等RAS活化相关的疾病也有明显的靶器官保护作用。本研究以载脂蛋白E敲除小鼠(
湖泊公园作为重要的城市蓝绿空间类型之一,在发挥生态功能作用的同时兼具公众游憩娱乐功能,对提高公众健康生活水平,增强社会福祉方面发挥不可替代的作用。随着武汉市全面推进城市湖泊“三线一路”规划建设工作,城市湖泊公园建设摆在了实现中心城区环境优化建设目标的重要位置,强调在保护湖泊的同时建设一批兼具游憩作用的城市公园,提高城市生态与游憩环境。因此,从公众角度开展城市湖泊公园游客感知满意度评价对提高生态与游
近二十年来,随着光学应用在各个领域的不断深入,光学针与光诱导磁化场的调控研究引起了人们的广泛关注,不仅应用到光学存储、高分辨率成像、材料加工、全光磁记录和铁磁半导体器件研发等经典领域,还深入到量子纠缠和量子通信等领域。而研究光学针与光诱导磁化场的基础和关键之一在于如何实现超分辨的横向尺寸以及具有可调性的纵向深度。因此,优化聚焦系统的设计和探究矢量光束紧聚焦特性同样具有重要的实际意义。本论文基于矢量