PDF《中国农田的温室气体排放》

中国农田的温室气体排放

3 李长生① 肖向明 ① S.

Frolking① B. Moore Ⅲ① W. Salas ① 邱建军② 张宇③ 庄亚辉 ④ 王效科④ 戴昭华④ 刘纪远 ⑤ 秦小光⑥ 廖柏寒⑦ R. Sass ⑧ ( ① 新罕布舍大学地球、 海洋与空间研究所 , Durham , NH

03824 , 美国 ;

② 中国农业科学院农业资源和农业区划 研究所 ,北京

100081 ;

③ 中国气象科学院农业气象研究所 ,北京

100081 ;

④ 中国科学院生态环境研究中心 ,北京100085 ;

⑤ 中国科学院地理科学与资源研究所 ,北京

100101 ;

⑥ 中国科学院地质与地球物理研究所 ,北京

100029 ;

⑦ 湖南农业大学农业环境科学学院 ,长沙

410128 ;

⑧ 莱斯大学生命和进化科学系 ,Houston , Texas

77252 -

1892 , 美国) 摘要 中国是一个农业大国 ,拥有约 1.

33 百万平方公里的农田.这些田地的种植、 翻耕、 施肥、 灌溉等管理措施不仅长期改变着农田生态系统中的化学元素循环 ,而且给全球气候变 化带来影响. 农业生态系统对全球变化的影响主要是通过改变

3 种温室气体 ,即二氧化碳 (CO2) 、 甲烷(CH4) 和氧化亚氮(N2O) 在土壤 - 大气界面的交换而实现的.为了分析多种因素 (如气候、 土壤质地、 农作物品种及各种农田经营管理措施等) 对农业土壤释放 CO2 ,CH4 和N2O 的综合影响 ,一个生物地球化学过程模型(DNDC) 近年发展起来 ,用于预测这一复杂系统 的动态.DNDC 模型可对农业生态系统中的碳 (C) 、 氮(N) 循环进行计算机模拟 ,并计算农田 温室气体的释放量.通过与一个地理信息系统数据库的连接 ,DNDC 完成了对中国农田

1990 年温室气体排放的估算.结果表明中国农业生态系统的 CO2 净排放量约

95 百万吨 C/ 年、 CH4 约9.

2 百万吨 C/ 年、 N2O 约1.

3 百万吨 N/ 年.根据全球增温潜势 ( GWP) 计算 ,中国农田 释放的 N2O 对全球增温的影响高于 CO2 和CH4 .模拟结果还发现中国农业对减缓全球温室 效应的最大贡献发生在 1980~2000 年间 ,在这

20 年中 ,全国水稻田的灌溉方法由持续淹灌逐 渐改为晒田间灌 ,DNDC 计算的中国农田 CH4 的年排放量由

1980 年的

12 百万吨降至

2000 年的7百万吨.计算表明 ,中国水稻田 CH4 排放量的逐年减少在时间及量值上与全球大气近

20 年CH4 浓度增长速率的降低相一致.减少中国农田 CO2 排放的最有效措施是提高地面秸秆 还田的比例.如果地面秸秆还田比率由当前的

15 %增加到

80 % ,中国农田的 C 平衡将会由 亏转盈.减少 N2O 的有效措施是根据土壤氮矿化率来确定因地而异的施肥量 ,有效降低高 肥力土壤因过量施肥而造成 N2O 高排放的现状. 为减少温室气体排放 ,并保证农业生产的可 持续发展 ,建立适用中国农情的生物地球化学模型及相关数据库 ,以定量化各种预测 ,已是迫 在眉睫的任务. 主题词 中国农业 温室气体 DNDC 生物地球化学过程模型 第一作者简介 :李长生 男61 岁 教授 生物地球化学专业 E2mail :changsheng. li @unh. edu

3 美国国家科学基金会(NSF) 、 环境保护局(EPA) 、 宇航局(NASA) 、 中国国家自然科学基金会 (CNSF) 和中国农业科 学研究院(CAAS) 通过陆地生态系统研究计划(TECO) 、 地球观测系统研究计划 ( EOS) 、 CNSF -

39790100 及其他有关课 题计划的资助

2003 -