一氧化二氮排放水情的影响
不同水政权的敏感变化引起的一氧化二氮排放在稻田。在连续洪水、一氧化二氮排放通常明显只有当字段前排水水稻收割(陈et al . 1995;陆et al . 1997年)。连续洪水相比,复发排水引起实质性的一氧化二氮排放F-D-F下稻田水政权(熊et al . 2002;江et al . 2003;邹et al . 2005年)。基于这项研究的结果,我们预测,季节性的一氧化二氮排放量将达0.03 kgn2o-n农业氮时的速度150公斤N连续洪水是稻田,这类似于早期的研究结果在其它地区(史密斯et al . 1982;Granli和B0ckman 1994)。然而,季节性的一氧化二氮,总平均1.87 kgn2o-n农业水F-D-F-M政权下,这是三倍一样,在水F-D-F政权。
为主,通过生物地球化学过程产生一氧化二氮在土壤硝化和反硝化作用很大程度上受土壤水分状况的影响。与稻田水F-D-F政权,或季节性连续洪水稻田,干湿变更后的中期排水创造了良好的土壤环境对硝化和反硝化过程,这很大程度更高的一氧化二氮排放F-D-F-M水情下。下连续洪水,大部分从产生的一氧化二氮反硝化作用将进一步减少到N2离开前土壤(费尔斯通和戴维森1989)。另一方面,水政权可能会影响氮的可用性,不稳定C化合物和氧气在稻田土壤关键因素的一氧化二氮生产一般反硝化模型(费尔斯通和戴维森1989)。中期排水和干湿变化能够改善根活动,加速土壤有机C分解,会产生更多的可用C和N土壤微生物,从而有利于一氧化二氮的排放。
水在水稻生产管理模式在中国大陆已经大大改变了。自1980年代以来,赛季中期排水已经普遍采用了增加水稻产量。由于水资源稀缺和栽培技术的发展,水情F-D-F-M作为节水灌溉技术已越来越多地在中国的水稻产量。例如,水特别稀缺的华北平原,其中包含中国耕地的26%,30%的灌溉土地,和24%的粮食总产量(耿et al . 2001年)。F-D-F-M的水情和有氧稻田,而不是厌氧稻田,被认为是这个地区水稻生产的潜在选项。然而,基于流程的模型估计,将水资源管理从连续洪水赛季排水中国稻田一氧化二氮排放量增加了0.13 - -0.20 TgN2O-N一年级(李et al . 2004 b)或0.15 TgN2O-N一年级(李等人。2005)。此外,一氧化二氮排放量已被证明是非常高从有氧稻田相比,厌氧稻田(徐et al . 2004年)。因此,这些选项会增加一氧化二氮排放的水稻生产在中国。的确,如何协调增加一氧化二氮排放,水资源短缺与水稻生产的发展,在中国大陆已经成为一个真正的挑战。
9.4.5水稻产量的贡献从农田一氧化二氮排放总量
使用precipitation-rectified排放因子模型和IPCC估计不确定性方法,我们在中国估计英孚的一氧化二氮的高地在1997年是1.14%与29%的不确定性(Lu et al . 2006年)。兴(1998)报道,直接一氧化二氮排放的稻田总计88 Gg N2O-N,由35 Gg N2O-N期间释放的水稻生长季节和53 Gg N2O-N在旱地作物的季节。直接从农田一氧化二氮排放估计是275年在中国Gg N2O-N一年级在上个世纪1990年代被郑et al。(2004),在1995年或398年ggn2o-n兴(1998)。这些估计表明,水稻生产发生在23%的耕地占总数的7 - 11%在中国农田一氧化二氮的排放。因此,由于过去几十年的水稻种植面积增加和更低的排放因子,水稻相对于旱地作物生产可以减轻一氧化二氮排放的农业做出了巨大的贡献在中国。
9.4.6不确定性量化直接一氧化二氮的排放
在目前的研究中,我们没有发现一个重要的一氧化二氮排放和氮输入之间的关系在连续洪水片稻田。此外,稀疏测量和低一氧化二氮排放可能是另一个重要原因。与连续洪水、一氧化二氮排放明显高于适时在稻田排水,从而一氧化二氮排放和氮输入之间的关系也变得明显。水情下F-D-F、化肥输入和背景发射模拟回归模型只能解释29%的变异在27个观察季节平均一氧化二氮通量。F-D-F-M水情下,高达56%的变异性的38个可以解释观察到的一氧化二氮测量肥料一起背景发射模拟回归模型(表9.4)。
显然,一些其他因素比水政权也可能在稻田领域重要的一氧化二氮排放因素。除了肥料,肥料类型被认为是另一个因素影响在农业领域的一氧化二氮的排放
(Bouwman et al . 2002年)。尽管季节性一氧化二氮的排放通常增加肥料投入,它随肥料的类型片稻田。与尿素相比,应用硫酸铵或碳酸氢铵诱导更高的一氧化二氮排放的相同的水情F-D-F或F-D-F-M (Cai et al . 1997;郑et al . 2000年)。纯化肥的应用程序相比,有机肥和农作物残留物修正案增加季节性一氧化二氮排放在一些研究(郑et al . 2000;邹et al . 2004, 2005 b),而他们一氧化二氮排放量减少其他研究(熊et al . 2003 b)。
不同频率的一氧化二氮测量也可能导致不确定性的估计。理想情况下,一氧化二氮的排放应该足够频繁的捕捉顶峰通量测量。高峰的一氧化二氮通量在稻田被观察到在一个研究中使用一个自动监控系统(郑et al . 2000年)。相对于每周测量一次,每周测量两次显示峰值流量的一氧化二氮,特别是氮肥后应用于稻田(邹et al . 2005年)。然而,大多数研究在数据集一氧化二氮通量测量只有一周一次。因此,一些流量峰值可能已经错过了和季节性一氧化二氮的排放可能是低估了在这些研究中。
只是值得指出这项研究估计直接在水稻生长季节一氧化二氮的排放,但没有统计在以下non-rice季节的稻田。虽然在稻田水政权已经杰出的一氧化二氮排放从旱地作物,一些农业实践,比如水资源管理和有机整合在水稻生长季节期间,可能有重大影响以下季节性一氧化二氮排放(邹et al . 2005 b)。我们之前研究的结果在水稻rice-winter小麦轮作系统表明,与水F-D-F政权相比,连续洪水水稻季显著增加冬小麦生长季节的一氧化二氮排放。插秧,小麦残留物公司之前有一个far-lasting对一氧化二氮的排放量影响冬季小麦生长季节(邹et al . 2003年)。因此,每年的一氧化二氮排放总量在稻田被低估的推断一氧化二氮在水稻生长季节的数据。
9.5结论
在水稻生长季节,一氧化二氮排放水稻田政权的严重依赖。季节性总一氧化二氮,平均而言,相当于0.02%的稻田氮输入在连续的洪水。一氧化二氮的排放因子的化肥平均0.42%和0.73% F-D-F和F-D-F-M水制度下,分别。背景一氧化二氮排放在水稻生长季节F-D-F水情下并不明显,但它相当于0.79千克N2O-N F-D-F-M下农业水政权。季节性的一氧化二氮排放量相当于32.26 ggn2o-n ggn2o-n 28.68在1990年代和1980年代,占7 - 11%增加的报告估计,每年在中国大陆从农田排放总量。相对于旱地作物生产,水稻发展在过去的几十年可以减轻一氧化二氮排放的农业做出了巨大的贡献在中国。
确认本研究得到了南京农业大学和中国国家自然科学基金(40431001)。
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