中國(guó)農(nóng)田土壤硝態(tài)氮累積、淋洗與徑流損失及N2O排放.pdf

1、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的氮素循環(huán)與環(huán)境效應(yīng)是構(gòu)成全球氮素循環(huán)的重要組分，了解農(nóng)田土壤硝態(tài)氮累積、淋洗、徑流損失及氧化亞氮的排放，分析其影響因素，可為提高氮素管理水平和降低大氣及水體污染提供理論依據(jù)。本研究通過(guò)收集1980-2011年間農(nóng)田土壤硝態(tài)氮累積、淋洗、徑流損失及氧化亞氮排放狀況的相關(guān)研究資料，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析總結(jié)我國(guó)農(nóng)田土壤硝態(tài)氮累積、淋洗與徑流損失現(xiàn)狀，借助MetaAnalysis方法對(duì)中國(guó)農(nóng)田N2O排放因子進(jìn)行匯總，并結(jié)合IPCC

2、2006 Tier2方法對(duì)中國(guó)農(nóng)田N2O排放進(jìn)行估算。本文主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)我國(guó)農(nóng)田0-100cm土層硝態(tài)氮的平均累積量為103.38 kgN/hm2，華北和江南地區(qū)的平均累積量分別為120.01和133.32 kgN/hm2，略高于全國(guó)水平;西北、東北地區(qū)硝態(tài)氮累積量為81.18和32.22 kg N/hm2，低于全國(guó)水平，其中東北地區(qū)的硝態(tài)氮累積明顯低于其他三個(gè)地區(qū)，僅為全國(guó)平均累積量的31％。大田、菜地和果園

3、不同作物體系的平均累積量分別為132，481和781 kgN/hm2;其中小麥和玉米僅為127和162 kgN/hm2，露地蔬菜和大棚蔬菜的平均累積量遠(yuǎn)高于小麥和玉米，分別達(dá)到了468和589 kgN/hm2。
　　 (2)農(nóng)田系統(tǒng)土壤硝態(tài)氮的累積量在近十年來(lái)呈上升趨勢(shì)，由2000年的216.8kgN/hm2增加到2011年的338.9 kgN/hm2，年均增長(zhǎng)5.1％。土壤硝態(tài)氮累積量與施氮量呈線性極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r=0

4、.5558**;分段降雨量與土壤硝態(tài)氮累積量之間呈二次函數(shù)極顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r=0.6116**，在降水量500-550mm時(shí)最大;建立了土壤硝態(tài)氮累積量隨施氮量、降雨量變化的多元回歸模型。
　　 (3)我國(guó)水田土壤N2O背景排放值為0.78 kgN/hm2，旱地土壤N2O背景排放值為0.76 kgN/hm2;小麥、玉米、水稻和菜田的分別為0.91、0.47、0.78和0.68 kgN/hm2，呈現(xiàn)小麥＞水稻＞蔬菜＞玉米的趨勢(shì)

5、。水田土壤N2O的排放因子為0.42％，旱地為0.64％;全國(guó)不同區(qū)域的N2O排放因子，以東北最高達(dá)到1.46％，其次是西南為0.92％，西北為0.77％居第三位，華南地區(qū)最小僅為0.26％;不同作物體系比較，水稻田土壤氧化亞氮的排放因子最小為0.42％，菜地的排放因子最大為0.79％。
　　 (4)自1980年到2011年中國(guó)農(nóng)田N2O排放呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，由99.3 Gg增加到220.5Gg，年平均增長(zhǎng)3.8％:其中旱地由69.1

6、 Gg增加劍184.86 Gg，年平均增長(zhǎng)5.2％;水田的N2O排放量變化不大，但近年來(lái)呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。單位面積N2O排放量最高的地區(qū)為北京，達(dá)到6.01 kgN/hm2;黑龍江地區(qū)的N2O排放量低，僅為0.86 kgN/hm2;河北省的單位面積N2O排放量為4.27 kgN/hm2，位于全國(guó)第七。水田和旱地N2O排放量（去除背景值后）與施氮量呈線性極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為r=0.5538**、r=0.5096**;土壤碳氮比也會(huì)影響氧

7、化亞氮的排放量，排放量隨著碳氮比的升高而降低;利用多元回歸分析方法，建立氧化亞氮排放量(Y)與N-施氮量、P-平均降水量、Q-土壤全氮、T-平均氣溫的模型:Y=(2.418+0.001N+0P-0.103Q+0.022T)3。
　　 (5)不同種植體系下，土壤硝態(tài)氮平均淋洗量菜地最高，其中棚室蔬菜為105.44kgN/hm2，露地蔬菜為60.59 kgN/hm2，小麥最低為38.78 kgN/hm2，玉米和水稻介于菜地和小麥之間

8、且相差不大，分別為47.21和47.19 kgN/hm2。不同階段施氮量與硝態(tài)氮淋洗量之間呈線性極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r=0.9544**;土壤硝態(tài)氮淋洗量與降雨量之間之間呈二項(xiàng)式相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r=0.9772**，在降水量600-800mm時(shí)達(dá)到最大。
　　 (6)全國(guó)農(nóng)田系統(tǒng)硝態(tài)氮的徑流量在10kgN/hm2以下的占94.2％，平均徑流量為3.24 kgN/hm2。菜田徑流量遠(yuǎn)高于大田，其中南方菜田為4.84kgN/hm2，