亚洲氮循环案例研究

以IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)方法为基础,用IAP-N-1.0氯循环模型分析1961～2030年时间序列、亚洲各国家和地区的氮收支情况.农作物数据来源于联合国粮农组织(FAO)数据库.各参数及排放因子以亚洲国家检测出的数据为主,缺省值采用IPCC的默认值.本文主要讨论了活性氮产生及其不同的迁移和转化途径,以及环境对氮的富集作用和主要驱动因子.亚洲地区活性氮含量从1961年约14.4 Tg N/a迅速地增加到2000年约67.7 TgN/a,预计到2030年可能达105.3Tg N/a.人类对食物和能源需求的增长,以及缺乏提高氮肥利用率、降低矿物燃料燃烧释放NOx的有效措施,使得由人类活动产生的大部分活性氮在环境中累积.解决这一问题还有待于用先进的生物技术,研制出新型高效氮源来代替目前的合成氮.     

《IPCC2006年国家温室气体清单指南2019修订版》解读

《IPCC 2006年国家温室气体清单指南2019修订版》于2019年5月12日正式在日本京都IPCC第四十九次全会上通过。该方法学体系对全球各国的温室气体清单编制都具有深刻和显著的影响。解读了该指南产生的背景、过程,重点分析了指南5卷(总论,能源,工业过程和产品使用,农业、林业和其他土地利用,废弃物)具体修订的内容,初步评估了对中国温室气体清单编制和排放核算的潜在影响,最后提出针对中国温室气体清单建设的政策建议。     

温度对农田N2O产生与排放的影响

以华东太湖地区的水稻－冬麦轮作农田为研究对象,采用基于箱法－气相色谱法的自动连续观测系统,对整个轮作周期的Ｎ２Ｏ排放和温度进行了同步自动连续观测,同时,在实验室开展了一系列的模拟实验,以研究Ｎ２Ｏ产生与排放过程的温度效应,实验研究结果表明,在土显度适宜的一定温度范围内,Ｎ２Ｏ排放对温度的依赖性可用指数函数Ｆ＝Ａｅ＾ａｔ来描述,轮作周期内显著Ｎ２Ｏ排放发生的频率随温度的变化呈正态分布,６７％的排放量     

基于BaPS系统的旱地土壤呼吸作用及其分量确定探讨

应用气压过程分离(BaPS)方法研究了大豆和玉米种植下土壤呼吸速率及其分量的动态变化,并同时用气相色谱仪分析了实验期间BaPS系统内的CO2气体浓度,对2种方法测定的土壤呼吸速率进行了比较.结果表明:(1)BaPS方法与气相色谱测得的土壤呼吸速率具有一致性和可比性;(2)大豆田根区土壤呼吸速率随根系生长有明显的季节变化,速率为(29.8±6.4)mg·kg-1·d-1(以C计),非根区土壤呼吸速率在整个生长季数值较低并且季节变化不明显,为(14.4±5.1)mg·kg-1·d-1(以C计);玉米种植下土壤呼吸有类似的规律,差别在于玉米根系生物量比大豆大,呼吸速率也高,根区呼吸速率为(70.8±38.6)mg·kg-1·d-1(以C计),非根区为(18.1±8.7)mg·kg-1·d-1(以C计);(3)根起源呼吸是土壤呼吸的重要组成部分,根区与非根区土壤呼吸速率的差值可以认为来自于根系活动,研究发现大豆田根起源呼吸占土壤呼吸的50%,玉米田根起源呼吸占到69%;(4)利用根起源呼吸与根系生物量的相关关系,得到大豆根起源呼吸系数为0.048mg·mg-1·d-1,玉米的根起源呼吸系数较小为0.042mg·mg-1·d-1.     

土壤理化特性对麦田N2O排放影响的研究

为了研究土壤理化特性对农田N2 O排放的影响 ,室外盆栽试验于 2 0 0 0年冬小麦生长季在南京农业大学实施 ,1 8个供试土壤分别取自江苏宜兴、江宁、六合、仪征及宝应等地的水稻土 .所有供试土壤的季节性N2 O平均排放通量为 1 94 8± 80 1μg (m2 ·h) ,最低和最高值分别为 61 0 μg (m2 ·h)和 393 6μg (m2 ·h) ,两者相差约 6 5倍 .单因子相关分析表明 :季节性N2 O平均排放通量与土壤有机碳含量、全N含量及C N比成显著负相关 ,相关系数 (r2 )分别为 0 541 6(p <0 0 0 1 )、0 450 8(p<0 0 1 )及 0 370 5 (p <0 0 1 ) ;排放通量与土壤pH成正相关 ,r2 为 0 4535 (p <0 0 1 ) .本研究未发现N2 O排放与土壤质地、磷、钾含量及小麦收获期地上部分生物量有明显单相关     

稻田不同种类有机肥施用对后季麦田N2O排放的影响

以稻麦轮作系统为对象,研究水稻生长季基肥施用不同有机物料对后季麦田N2O排放及年轮作系统CH4和N2O综合温室效应的影响.结果表明:与施用化肥(化肥处理)相比,施用菜饼加化肥(菜饼处理)对后季麦田N2O排放量无影响;施用小麦秸秆加化肥(小麦秸秆处理)导致后季麦田的N2O排放量减少15%;施用牛厩肥加化肥(牛厩肥处理)和猪厩肥加化肥(猪厩肥处理)分别增加29%和16%就稻麦年轮作生长季总体而言,菜饼、牛厩肥和猪厩肥处理稻麦生长季N2O排放总量较化肥处理分别增加6%、17%和7%,然而,小麦秸秆处理N2O排放总量减少16%.20a或500a时间尺度上各处理稻田CH4排放和该轮作周期水稻和小麦生长季N2O排放的总GWP值由大到小的顺序分别为:菜饼处理＞小麦秸秆处理＞牛厩肥处理＞猪厩肥处理＞化肥处理或菜饼处理＞牛厩肥处理＞猪厩肥处理＞小麦秸秆处理＞化肥处理.单位产量的GWP以作物残体处理最高,农家肥其次,化肥处理最低.因此,稻田基施不同种类有机物料都相应地增加稻麦轮作系统CH4和N2O排放的综合温室效应.     

北京城市大气N2O浓度及其变化

1993~2000年对北京大气N2O进行了连续8年的观测,结果表明,北京大气N2O浓度8年平均值为315.85.9nmol/mol;浓度由1993年的309.7nmol/mol增长到2000年的328.6nmol/mol,年平均增长率为0.9%.1995年以来增长加速,年平均增长率为1.3%.化石燃料燃烧N2O排放量的逐年增长对北京大气N2O浓度的上升趋势有促进作用.北京大气N2O浓度季节变化不十分明显,N2O浓度日变化在所有季节中也无明显规律.     

水旱轮作土壤-小麦系统CO2排放及其影响因素

利用静态箱/气相色谱法对川中丘陵区水旱轮作区的小麦进行全生长季CO2排放观测.结果表明,(1)土壤-小麦系统的CO2排放通量存在着明显的日变化.凌晨400～600排放量最低,随着温度的升高,CO2的排放量逐渐增大,在午后100～300达到峰值.分析表明,气温和地表温度与土壤-小麦系统CO2排放通量之间存在显著的相关关系.(2)土壤-小麦系统CO2排放都有明显的季节变化.分析表明,小麦生物量和气温与土壤-小麦系统CO2排放季节变化之间存在显著的相关关系.(3)在小麦各个生育期中,CO2平均排放通量常规处理>无氮处理>空白>裸地.水旱轮作区小麦常规处理、无氮处理、空白点和裸地的CO2排放通量的平均值分别为574.51、362.23、239.91、129.47 mg/(m2·h).在小麦的各个生育期中,RH、RAR和RAS对土壤-小麦系统CO2排放的贡献率分别为20%、20%和60%.     

碳底物含量对厌氧条件下水稻土N2、N2O、NO、CO2和CH4排放的影响

理解底物碳氮对厌氧条件下水稻土排放氮素气体——氮气(N2)、氧化亚氮(N2O)和一氧化氮(NO)以及二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)的影响,有助于制定合理的温室气体减排措施,定量了解反硝化产物组成对碳底物水平的依赖性,也有助于氮转化过程模型研发中制定正确的关键过程参数选取方法或参数化方案.本研究采用粉砂壤质水稻土为研究对象,设置对照(CK)和加碳(C+)两个处理,前者的初始硝态氮和可溶性有机碳(DOC)含量分别为~50 mg·kg-1和~28 mg·kg-1,后者的分别为~50 mg·kg-1和~300 mg·kg-1.采用氦环境培养-气体及碳氮底物直接同步测定系统,研究了完全厌氧条件下碳底物水平对上述气体排放的影响.结果表明,CK处理无CH4排放,而C+处理可观测到CH4排放;C+处理的综合增温潜势显著高于CK处理(P<0.01);NO、N2O和N2排放量占这3种氮素气体排放总量的比重,在CK处理分别约为9%、35%和56%,在C+处理分别约为31%、50%和19%,处理间差异显著(P<0.01).由此表明,碳底物水平可显著改变所排放氮素气体的组成;对于旱地阶段硝态氮比较丰富的水稻土,避免在淹水前或淹水期间施用有机肥,有利于削减温室气体排放.