全球人為溫室氣體（CO₂、CH₄和N₂O）排放量的持續(xù)上升,“極有可能”是導(dǎo)致一半以上全球氣候變暖的主要原因。我國黃土高原地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱,氣候干旱缺水,使得該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受全球氣候變化的極大影響。因此,為了滿足日益增長的糧食需求,秸稈覆蓋和地膜覆蓋等地表覆蓋措施已被廣泛應(yīng)用于我國黃土高原地區(qū)。然而,秸稈覆蓋和地膜覆蓋對土壤溫室氣體排放的影響目前研究較少,且僅有的研究都缺乏長期性。因此,在未來氣候變化背景下,探究在保障作物產(chǎn)量的同時能夠?qū)崿F(xiàn)固碳減排的地表覆蓋措施,對實現(xiàn)該地區(qū)糧食生產(chǎn)的高產(chǎn)高效和可持續(xù)發(fā)展有重要意義。本研究于2013-2016年在黃土高原南部陜西楊凌地區(qū)設(shè)置不同地表覆蓋處理的大田試驗,探究不同地表覆蓋措施對土壤水熱狀況、冬小麥和夏玉米產(chǎn)量以及土壤溫室氣體排放的影響。在校準(zhǔn)并驗證DNDC模型的前提下,利用試驗地未來氣候變化數(shù)據(jù),預(yù)測未來不同氣候變化情景下的作物產(chǎn)量和土壤N₂O排放通量的長期變化趨勢,探討既能保證冬小麥-夏玉米種植系統(tǒng)作物產(chǎn)量又能實現(xiàn)固碳減排的最優(yōu)地表覆蓋措施。本研究所得... 

【文章來源】：西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

不同觀測數(shù)據(jù)下的CO2（a）、CH4（f（b，d和f）（PacFig.1-1Multiplesetsofobservedatmosphergrowthrates(b,dand

冷害和霜凍等的不利影響，進而增加該地區(qū)的糧食產(chǎn)量（Tsvetsinskayaetal.2003；Taoetal.2008）。而在干旱半干旱地區(qū)，溫度升高將加快作物生長發(fā)育進程，縮短其生育期，作物進行光合作用積累干物質(zhì)的時間將減少，致使作物減產(chǎn)（張宇等2000；熊偉2004；趙鴻等2007）。政府間氣候變化專門委員會（IntergovernmentalPanelonClimateChange，IPCC）預(yù)計，如果不考慮作物適應(yīng)高溫脅迫，當(dāng)局部地區(qū)溫度比工業(yè)革命前上升1oC時，小麥、水稻、玉米等主要作物的作物產(chǎn)量都將受到負(fù)面影響，并且這種負(fù)面影響可能會隨著時間推移而逐步加深（圖1-2）；未來溫度的變化還可能改變病蟲害的地理分布狀況，提高其越冬率和夏季存活率，病害和蟲害將對主要作物造成分別約16%和18%的減產(chǎn)（Fieldetal.2014）。圖1-2作物產(chǎn)量的未來變化預(yù)估（Fieldetal.2014）Fig.1-2Projectedchangesincropyieldasafunctionoftime(Fieldetal.2014)1.2.1.2降水變化對作物產(chǎn)量的影響降水對農(nóng)作物的生長發(fā)育有十分重要的影響，尤其是在以天然降水為主要水源的干旱和半干旱地區(qū)，判定氣候變化對作物產(chǎn)量的影響，降水變化可能比溫度變化更為關(guān)鍵（Fieldetal.2014）。葉片是植物光合作用和蒸騰作用的主要器官，對水分變化十分敏感（Bray1997；Chavesetal.2003），當(dāng)外界環(huán)境條件發(fā)生變化時，植物將調(diào)整葉片形態(tài)以

粑?⑼寥牢⑸?錆粑?約巴寥樂瀉?嘉鎦實幕?а躉?作用；而其呼吸強度則主要由土壤中微生物類群的數(shù)量及其活性、土壤動植物的呼吸作用速率以及土壤中有機質(zhì)的數(shù)量及其礦化作用速率等決定。因此，土壤CO2排放是土壤中各類生物代謝和生物化學(xué)過程等的綜合產(chǎn)物，通�？蓪⑼鉅顩r良好的土壤中的CO2濃度升高至3000mgm-3，大約為大氣中CO2濃度的10-50倍（李增全2016）；在濃度梯度的驅(qū)動下，土壤中的這部分CO2便通過擴散作用釋放到空氣中，同時土壤碳庫將損失這一部分碳。此時，若采集這塊土壤的氣體排放，即可檢測到CO2排放。圖1-3大氣-植物-土壤界面CO2的交換過程Fig.1-3CO2exchangesamongair,plantandsoil然而，在這個農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的源匯過程中，土壤有機碳庫的作用仍是一個未解之謎（李長生2016）。全球土壤碳庫的儲量為2.5×1018gC，分別為大氣碳庫和生物碳庫的3.3和4.5倍（Lal2008）。換言之，土壤碳庫比全球大氣碳庫和生物碳庫的總量還多，約占全球陸地總碳量的2/3-3/4。因此，土壤碳庫對全球碳循環(huán)有舉足輕重的作用，其微小變化可以對大氣中的CO2濃度產(chǎn)生巨大變化，進而對全球氣候產(chǎn)生顯著影響。土壤碳庫主要由種類繁多的有機碳和無機碳構(gòu)成，且有機碳約占其中的62%，環(huán)境條件如溫度、濕度、pH、Eh（氧化還原電位，oxidation-reductionpotential）等對土壤碳庫的變化有重要影響。此外，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的農(nóng)作物生長發(fā)育狀況也顯著影響著農(nóng)田CO2排放。作

【參考文獻】：
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本文編號：3570136