發(fā)布時間：2020-05-31 23:50

【摘要】：我國是農業(yè)大國,秸稈資源豐富。作為一項資源循環(huán)利用、節(jié)本增效的農田管理措施,還田后的秸稈腐解進入土壤碳庫,可以提高土壤有機碳含量,但同時也會引起N_2O、CH_4等溫室氣體排放量的增加。探索秸稈還田與土壤有機碳、農業(yè)溫室氣體排放的輸入響應關系,探討通過優(yōu)化還田模式提升土壤碳固持的正效應,控制溫室氣體增排負效應的可行性,對優(yōu)化農田生態(tài)環(huán)境效益,實現(xiàn)農業(yè)低碳、綠色發(fā)展具有重要意義。本文以南方農業(yè)區(qū)秸稈還田對土壤有機碳、農業(yè)溫室氣體排放的影響機制為研究對象,采用Meta分析方法定量評估秸稈還田對土壤有機碳以及溫室氣體排放的影響,在DAYCENT模型支持下模擬不同秸稈還田模式下土壤有機碳和溫室氣體排放的特征,以此優(yōu)化秸稈還田配套農田管理措施。主要研究結論如下。Meta分析表明:(1)秸稈還田顯著提高SOC含量,其固碳效應受化學氮肥施用和還田年限的影響,增加施氮量和延長還田年限更利于SOC的累積。(2)秸稈還田對CH_4排放的影響主要受限于水分管理方式的選擇,間歇灌溉下還田對CH_4增排效應最小。(3)總體上秸稈還田對N_2O排放無顯著影響,持續(xù)淹水以及降低化學氮肥用量可顯著降低秸稈還田下N_2O排放。不同還田模式模擬結果顯示:(1)秸稈還田較不還田處理SOC含量顯著提高了5.6%~10.58%。秸稈半量還田可基本維持SOC現(xiàn)有水平,配合減氮和持續(xù)淹水的還田模式有利于土壤有機碳累積。(2)不同模式下秸稈還田增加8.90%~26.24%的CH_4排放,還田配合間歇灌溉和減少施氮的模式對CH_4增排貢獻最小。(3)不同還田模式下N_2O增排13.09%~39.34%,其中還田配合常規(guī)施肥和持續(xù)淹水的模式可最大程度抵消還田對N_2O的增排。(4)僅就秸稈還田對農業(yè)溫室氣體排放效應而言,半量還田配合常規(guī)施氮和間歇灌溉模式的固碳減排效應最佳。
【圖文】：

廣西壯族自治區(qū)、云南、海南等 15 個省、市、自治區(qū)（圖2-1）。區(qū)域內有耕地面積 53995.5 千公頃，約占全國的 40.02%，是重要的農耕區(qū)之一。2016 年區(qū)域內糧食產量為 58789.1 萬噸，占全國總產量的 42.98%，農業(yè)總產值為 59287.8 億元，占全國農業(yè)總產值的 53.89%（國家統(tǒng)計局農村社會經濟調查司，2017），生產水平較高，是我國主要的商品糧生產基地。區(qū)域內種植制度多為一年兩熟，主要包括小麥-水稻、早晚稻連作、水稻-油菜

AYCENT 模型（圖 2-2）是 CENTURY 模型以日為時間步長的版本，可以農田生態(tài)系統(tǒng)中土壤-植物間的 C、N、P、S 循環(huán)過程。模型大體分為作物理、土壤、水分和溫度三個模塊。作物生長和管理子模塊通過核算土壤溫度量和可獲得養(yǎng)分模擬作物最大潛在生長量和作物生物量在不同部分的分配時可以模擬例如耕作、灌溉、施肥、有機物施用等增加水分和養(yǎng)分的人為對作物生長的影響。土壤模塊主要包括土壤有機質的轉化和養(yǎng)分循環(huán)，土質礦化主要由土壤有機質庫的分解周轉造成，而土壤有機質的分解引起土質的釋放，過程受土壤溫度、水分、土壤質地和管理措施等因子的調控。植物冠層，凋落物和土壤條件來模擬土壤水分含量和溫度，其中土壤水分雨總量，地上生物量和凋落物質量的函數(shù)，土壤溫度計算了土層的熱擴散日最大/最小溫度，，土壤溫度受土壤濕度、土壤質地、最高/最低氣溫、地上凋落物質量的影響。
【學位授予單位】：華中農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X71

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本文編號：2690645