上海稻田CH4和N2O排放特點(diǎn)及其減排措施的研究.pdf

1、稻田溫室氣體排放是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)排放的一個(gè)重要方面。如何實(shí)現(xiàn)稻田高效生產(chǎn)和溫室氣體減排雙贏效果，既是一個(gè)重要的科學(xué)問題，也是一個(gè)重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)問題。在上海地區(qū)，稻田是農(nóng)田主要組成部分，發(fā)揮著糧食生產(chǎn)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)發(fā)揮的雙重功能。目前，對(duì)上海稻田溫室氣體排放特點(diǎn)和影響因素缺乏深入了解，對(duì)市域尺度上減排潛力還缺乏估測(cè)，制約著基于減排的稻田生產(chǎn)措施實(shí)施和排放清單編制。
　　在本論文中，主要針對(duì)上海稻田溫室氣體排放特征、農(nóng)田管理措施的影響，開展

2、了田間原位觀測(cè)；在農(nóng)田和市域尺度上驗(yàn)證了 DNDC模型，在市域尺度上進(jìn)行了基于DNDC模型的情景分析；并在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了可視化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。通過該項(xiàng)研究。得到如下主要結(jié)果：
　　1、合理的氮肥減量化使用，可以取得稻田溫室氣體減排和產(chǎn)量保證的雙重效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，水稻生長(zhǎng)季節(jié)稻田的CH4和 N2O排放總量分別為4.09-4.37 kg Cha-1及0.15-0.45kg Nha-1。在不同施肥措施下（300 kg Nha-1、210

3、 kg Nha-1和150 kg Nha-1），CH4及N2O排放差異較為顯著，在300 kgN ha-1處理水平下，分別為4.37 kg Cha-1及0.45kg Nha-1。較高施氮水平下的產(chǎn)量較高，但單位產(chǎn)量所產(chǎn)生的GWP以在較低氮肥施入水平下較低；合理控制氮肥施入，在保證作物產(chǎn)量的同時(shí)可以減少溫室氣體的排放。
　　2、使用硝化抑制劑（DMPP），對(duì)稻田CH4和N2O排放均具有明顯抑制效果，也具有基于生產(chǎn)效益的可行性。試驗(yàn)表

4、明，與單施尿素處理相比，施入尿素+DMPP后2012年度和2013年度水稻生長(zhǎng)季節(jié)的CH4排放總量分別降低了36-47%和34-54%，N2O排放總量降低了39-70%和72-94%；以施N量的0.5-1%的DMPP施入水平，減排效果較為顯著。DMPP可抑制稻田水中NH4+-N向NO3--N轉(zhuǎn)化，保持較高的NH4+-N濃度、較低的NO3--N濃度，促進(jìn)水稻對(duì)氮肥的吸收利用，提高了氮肥利用效率。
　　3、DNDC模型能夠有效評(píng)估上海

5、稻田農(nóng)田管理措施的減排效果。根據(jù)本地的稻田觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)DNDC模型參數(shù)進(jìn)行了初始化驗(yàn)證，并基于驗(yàn)證的DNDC模型對(duì)上海市域尺度鄉(xiāng)鎮(zhèn)點(diǎn)位上稻田溫室氣體排放進(jìn)行了估算和情景分析。在構(gòu)建上海主要稻田種植區(qū)域(崇明、金山、浦東、青浦、松江、奉賢、嘉定、寶山及閔行地區(qū)，共計(jì)155個(gè)樣點(diǎn))數(shù)據(jù)庫(kù)（包括2012-2014年氣象數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)、農(nóng)田管理數(shù)據(jù)庫(kù)及土壤理化性質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)）基礎(chǔ)上，模擬結(jié)果表明，上海地區(qū)稻田CH4和N2O排放量以西南部排放較高。上海地

6、區(qū)稻田CH4和N2O排放均值分別為78.77-145.67kg CH4ha-1yr-1和7.02-13.03kgN2Oha-1yr-1，總排放量分別為9.51-17.25 Gg Cyr-1和0.78-1.56Gg Nyr-1。對(duì)上海地區(qū)稻田農(nóng)業(yè)管理措施進(jìn)行情景分析，結(jié)果表明，優(yōu)化氮肥控制措施、耕作及水分管理等措施，均能在保證作物產(chǎn)量的同時(shí)降低水稻生長(zhǎng)季節(jié)的全球增溫潛勢(shì)（GWP）。
　　4、以DNDC模型為核心，構(gòu)建了上海稻田溫室氣

7、體評(píng)估可視化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，且具有操作簡(jiǎn)便、易于推廣的特點(diǎn)。在完成模型點(diǎn)位案例驗(yàn)證、上海稻田區(qū)域模擬的基礎(chǔ)上，以DNDC模型科學(xué)過程為指導(dǎo)，對(duì)DNDC模型核心部分的源代碼進(jìn)行修改、重新編譯，將單機(jī)版的DNDC模型擴(kuò)展，構(gòu)建了以DNDC模型為核心的可視化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。該平臺(tái)可供用戶查詢數(shù)據(jù)庫(kù)中樣點(diǎn)的基本信息、土壤參數(shù)以及作物系統(tǒng)管理措施，并在線執(zhí)行DNDC模擬運(yùn)算。該平臺(tái)簡(jiǎn)化了DNDC模型的使用過程，有利于模型的推廣使用，方便了數(shù)據(jù)的及時(shí)更新及匯總