农田N2O排放研究进展

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1、生态环境2004,13(4):661-665EcologyandEnvironment农田n2o排放研究进展高志岭，陈新平，张福锁中国农业大学资源与环境学院，北京100094摘要:农田土壤是大气N20的重要来源,与1990年相比,2000年我国氮肥用量升高了40%,因此,迫切需要对我国农山土壤N2O的排放通量作出新的估算。土壤理化性状的空间变异和不同生态条件下进行长期的、多点的农山N2O原位临测数据的匮乏成为提高MO排放测定梢度的制约因索。目前，航空采样法-驰豫涡动技术(微气象学方法)能够成功克服空间变异，且己经被成功应用在

2、农业生态系统20排放的定量化观测上；另外Ccntury-NGAS和DNDC模型是目前应用较广泛的机理模型，但应用不同模型所获得的恥0排放量相差较大。因此，今后农业土壤20排放的工作重点应集中在如何提高n2o原位观测粘•度，寻找合适的机理模型和提出相应的减排描施。关键词：农业土壤；模型；一氧化二氮中图分类号：X16文献标识码：A文章编号：1672-2175(2004)04-0661-05作物施肥M/(kg-hnf2)测定时间机械镇压行N.O-N排放量未镇圧行n2o-n排放量边畦N2O-N排放量资料來源西红柿505〜9月18.2

3、52.871.88Ruscr,刃肚1998呀1505〜9月50.355.073.59豆类NPK,1406〜7月5.327.36Hansen,etal.1993卩®CS,1896〜7月3.582.68CS9816〜7月2.522.17不施肥6〜7月0.620.57表1机械作业对N2Ofll：放的影响kghm'2基金项目：国家自然科学基金重大项目(30390080)作者简介：崗志岭(1974—),男，博士研究生，主要从爭农山温室气体扭放方面的研究。E-mail:gaozhiling2000@eyou.com收稿日期：2004-0

4、5-13H前，人气中20的体积分数为0.314pL/L,总量为1510TgN,全球増温的贡献率为20%,其中，大气中的弘0冇60%來自北半球⑴。在各项排放源中，农业土壤的排放源强是最高的(4.2TgN)㈡。因此，定量化农田土壤20的排放，并研究减少N2O排放措施一直是多年来研究的热点问题。木文就农业土壤20的排放等的研究进展作一总结。1农业土壤20的排放吋空变界农业土壤中N2O主耍来源丁•微生物活动引起的硝化和反硝化过程卩】,硝化作用和反硝化作用对N20排放的贡献主耍取决于土壤含水量，在非淹水条件下，以硝化作用为主，淹水条件

5、下则以反硝化作用为主曰。施入土壤中的氮素数天Z内冇相当一部分从无机氮库中损失，气态损失是导致这一损失的主要原因卩】。耍给出排放源的定量化评估，选择有代表性的研究位点就必不可少。但由于N20排放的空间变界很人》8],所以观测操作起来非常困难。空间尺度不同，产生变杲的因素也不相同。在田块尺度上，有研究者根据空间变杲大小，把土壤理化性状分为两类。空间变界比较大的(16%

6、肥量，但由丁•在机械作业的过程中，车轮压过的土壤体积质量较奇，所以反硝化速率就高，20的排放通彊也较臥施肥措施不同会造成N2O排放量的明显差杲。空间变杲相对较小的理化性状(C<10%)主要包括土壤含水量、体积质量、冇机碳和pH等，反映的农业土壤的使用历史〔叭IFAZ总结了众多的研究结果，表2反映了不同土壤有机碳、气候和作物种植模式对N20排放的彩响，温带大陆性气候条件卜N2O的排放通量与温带海洋气候比较接近，而亚热带气候条件下的排放通量比之高1倍Z多。不同的种植方式Z和不同水平有机碳⑴】的土壤N2O排放通量也相差农2不同土壤

7、有机碳、气候、种植模式对N2OHI；放的影响“项目N2O-N拙放通最/(kgdmQ气候温带大陆性气候2.2温带海洋2.5亚热带气候(冬季为雨季)4.2亚热带气候(夏季为雨季)5.7种植方式牧草3.3水稻1.3豆科0.7有机碳含量<1.01.31.0-3.02.03.0〜6.02.7>6.05.01)资料來源：1FA,2001o很人。土壤有机质在田间尺度上变杲很小，但在区域尺度上可能成为彩响N2O排放的重要因素。除此之外，20排放的时间变异也很大，排放速率呈现正态分布［5J3］，N2O的排放高峰分别发牛在冻融交秤时期和施肥后1

8、周Z内，而且每次降水Z后也存在20释放高峰〔习。另有研究结果表明，在冬季休闲水III土壤可能也是一个重要释放源［四。已经证实，温度是影响NqO排放的季节变化的关键因子，此外，灌水时间和强度以及施肥时间和强度也是彩响N2O排放变异的重要因素〔①。我国是农业大国，但开展弘0的研究起步较晚，忖前