秸秆还田对中国农田土壤温室气体排放的影响

为了更好地了解和掌握秸秆还田对中国农田土壤温室气体排放的影响,笔者根据历年国内相关文献,就秸秆还田对中国农田土壤CO2、N2O和CH4等主要温室气体排放的影响进行较全面的综述。研究表明：秸秆还田能增加农田土壤CO2和CH4的排放通量,对N2O排放通量的影响表现为不确定性,分析了秸秆还田对农田土壤温室气体排放的影响因素,探讨了该领域存在的问题及未来的研究方向。秸秆还田对中国农田土壤温室气体排放有一定影响,对各温室气体影响程度和影响机理不同。     

保护性耕作对农田温室效应的影响研究进展

以耕作和秸秆利用对温室气体排放的影响为重点,简述了当前温室气体排放的研究方法及保护性耕作所产生的温室效应,提出了农田温室气体排放研究方法的主导方向,明确了保护性耕作的温室效应不是免耕与秸秆还田所产生的相对温室效应的简单累加,发展新型保护性耕作技术以及对其温室效应的研究是未来保护性耕作研究的重点     

添加绿肥对中国农田土壤N2O和CH4排放的影响

本研究旨在探明添加绿肥对中国农田土壤温室气体(N₂O和CH₄)排放的影响,为绿肥科学施用、温室气体减排和作物增产提供理论依据。采用数据整合分析(Meta-analysis)方法,通过“中国知网”、“谷歌学术”和“Web of Science”等中英文数据库以“绿肥”、“农田”和“温室气体”等关键词进行检索,收集到国内外关于添加绿肥对农田土壤温室气体排放影响研究的有效数据137组,定量分析添加绿肥对中国农田土壤温室气体排放的影响及其主要影响因素。结果表明：与不添加绿肥相比,添加绿肥显著的促进N₂O、CH₄的排放和GWP、GHGI的提高,提升幅度分别为16.1%、45.8%和25.7%、12.9%。施用豆科和非豆科绿肥均显著增加N₂O和CH₄排放和GWP,施用非豆科绿肥对GHGI没有显著影响,豆科绿肥相比于非豆科绿肥能显著增加土壤N₂O的排放和GWP、GHGI。不同绿肥施用措施均显著增加N₂O和CH₄     

农田温室气体N2O排放研究进展

N2O是重要的温室气体之一,1mol N2O的温室效应是CO2的150～200倍.在提倡发展“农业现代化即机械化+化学化”的模式下,农业已然成为温室气体排放的第二大排放源.综述了农田N2O的产生机制以及影响农田土壤N2O排放的相关因素,同时从对土壤养分控制的角度入手提出了相应的减排措施.     

稻田耕作制度对CH4气体排放影响的研究进展

甲烷是重要的温室气体,其辐射增温效应是CO2的20~30倍。稻田是CH4的重要排放源之一。稻田CH4的排放是稻田CH4产生、氧化和传输综合作用的结果。影响稻田CH4释放的因素众多。本研究从水稻的农耕制度角度总结近年来关于稻田CH4排放的影响因素的研究,系统地归纳了水稻生物学特性、品种栽种方式、水肥管理等方面对CH4气体排放影响,同时从耕作角度提出了稻田CH4减排的技术措施。     

干旱地区农田生态系统土壤温室气体排放机制

CO2、CH4和N2O是目前几种最主要的温室气体,在对全球气候变暖贡献中,农业作为重要的温室气体排放源对其有不可低估的作用。一般而言,旱地农田生态系统是大气CO2和N2O的排放源,黄土高原等旱地是CH4的吸收汇。CO2排放主要包括植物呼吸作用和土壤呼吸作用;CH4排放包括有机物的还原和氧化吸收两个过程;N2O排放包括硝化作用和反硝化作用两个过程。土壤微生物、土壤水分、土壤温度、土壤质地、施肥等均从不同角度影响着温室气体的释放与吸收。近些年,免耕、秸秆还田、地膜等保护性耕作技术在干旱地区农田生态系统中得到广泛应用。其中免耕可以减少CO2和N2O的排放量,增加土壤对CH4的吸收量;秸秆还田和覆膜对N2O排放的影响结果尚未统一,但秸秆还田促进CO2排 放抑制CH4吸收,而覆膜促进CH4吸收抑制CO2排放。加强且更深入更全面的研究旱地农田生态系统温室气体排放应该作为今后重点研究领域,为全球气候变暖提供更为准确的理论基础。     

云南省农田生态系统碳足迹及其特征分析

为指导云南省农田生态系统碳减排措施的合理制定，以《省级温室气体编制指南(试行)》为依据，研究了云南省2008—2020年农田生态系统碳排放当量、碳汇以及碳足迹的演化特征，提出了未来农业发展减排固碳的主要措施。基于2008—2020年云南省农田生产投入、作物种类及产量等相关数据，运用碳足迹分析方法对云南省农田生态系统的碳排放当量与碳吸收量进行系统性分析。结果表明：一方面，农田生态系统少量的CH₄、N₂O等温室气体排放不容忽视，云南省农田生态系统的直接碳排放量、氧化亚氮碳排放当量以及甲烷碳排放当量成为农田温室气体排放最为主要的3个因素。另一方面，2008—2017年云南省温室气体碳排放当量逐年增加，随后呈逐年递减的变化趋势，当量碳排放强度呈波动式变化，其中秸秆焚烧、化肥降解以及柴油燃烧为主要的直接碳排放源，N₂O、CH₄为主要的当量碳排放源；碳吸收强度呈波动式变化，作物中的玉米和甘蔗碳吸收量远大于其他农作物，是主要的固碳源，蔬菜和瓜类具有一定的增汇潜力，农作物有从粮食作物向经济作物转变的趋势；碳足迹呈先...     

秸秆全量还田下晚稻季翻耕对双季稻田温室气体排放和产量的影响

翻耕有利于秸秆还田,为了探究秸秆全量还田下不同耕作措施对双季稻产量和温室气化排放的影响,在晚稻季设置浅旋耕和翻耕2个处理,采用静态暗箱–气相色谱法连续监测当季晚稻和第2年早稻季稻田温室气体排放,以阐明秸秆全量还田下晚稻季翻耕对稻田甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）排放及产量的影响。与浅旋耕处理相比,晚稻季翻耕显著降低了当季晚稻CH₄累积排放量（19.04%）、综合温室效应（19.19%）和温室气体排放强度（22.02%）,而对N₂O累积排放量无显著影响。晚稻季翻耕对第2年早稻季稻田温室气体排放无显著影响。可见,翻耕的减排效应只体现在当季。此外,浅旋耕和翻耕处理对当季晚稻和第2年早稻产量及其构成均无显著影响。短期来看,秸秆全量还田下晚稻季翻耕有利于协同实现双季稻稳产和稻田温室气体减排。     

我国农田氧化亚氮排放的时空特征及减排途径

氧化亚氮（N₂O）是全球第三大温室气体,农田生态系统是人为N₂O排放的重要来源,约占全球人为排放的30%。明确我国农田N₂O的排放特征、关键过程与影响因子,有助于因地制宜制定减排技术途径及行动方案。氮肥施用是农田N₂O排放的关键因子,国家统计数据发现,我国农田氮肥用量在2001-2007年呈上升趋势,之后趋于稳定,2014年开始下降,其中华东地区用量最高;农田N₂O排放总量也于2015年达到最高点,之后出现下降态势,总体呈现南高北低的特征。文献综合表明,农田N₂O排放主要由土壤反硝化过程主导,人为氮素添加是决定排放高低的首要影响因子。基于上述结果,在选用氮高效作物品种降低土壤N₂O排放的前提下,华东等施肥量高的地区可采取优化施肥比例、增施缓控释肥等途径,实现氮肥增效减量减排;在设施农地和果园等田间设施条件较好的农田,可采用水肥一体化滴灌等增效减排措施;在作物多熟种植地区,除了氮肥减量减排外,还可增加豆科作物布局,采用禾豆轮作等减排措施。最后,对农田N₂O减排的科技创新和政策创设等方面提出了一些建议,包括完善农田N₂O减排理论、创新智慧农业及高效施肥技术、健全碳监测评价体系以及碳减排激励政策与机制等,助力尽早实现我国碳达峰与碳中和目标。     

生活垃圾卫生填埋甲烷排放及减排研究进展

卫生填埋是生活垃圾最主要的处理方式,生活垃圾卫生填埋场产生甲烷(CH₄)等温室气体,加快全球气候变暖进程,引起各国政府的高度重视。笔者探讨了影响生活垃圾卫生填埋场CH₄产生的因素,对CH₄减排技术进行了总结。目前,生活垃圾卫生填埋场CH₄减排技术主要包括填埋层原位减排、资源化利用和末端控制技术等。为了控制和减少CH₄排放量,中国需要增加技术和设施投入,加强生活垃圾卫生填埋场气体排放的管理,开发有效的CH₄抑制技术,建立适合中国国情的CH₄等温室气体减排技术体系。     

基于资源环境管理角度推进测土配方施肥的方法探讨

测土配方施肥技术是由传统经验施肥向科学计量施肥的转变,既能为农业生产节本增效,满足农民对合理施肥、利润最大化的需求,又能减少农业面源污染,大幅降低农业温室气体的排放量。起步于2005年的测土配方施肥项目经8年的发展,实现了由试点到巩固再到普及的历史性跨越,各地主要以不同区域、作物2条路线开展测土配方施肥技术,在全面推广测土配方施肥的过程中初步摸索出了测土配方施肥技术的应用模式,并带动了与科学施肥相关的技术推广、配肥加工、配肥产品销售服务等行业的发展,增加了相应的人才需求。但还存在推广环节薄弱、技术的农作物覆盖范围窄、撒施、表施、浅施等粗放施肥方式较为普遍等问题。因而建议今后逐步解决企业参与问题;尽快建立和完善蔬菜、果树等园艺作物的施肥技术体系,加大其测土配方施肥技术的推广力度;建立有效的技术指导、农化服务模式。土壤测试仪器设备、小配方肥研制及其针对性施用和农化服务机制等的完善,将会促进测土配方施肥技术的全覆盖以及配方肥的规模化生产,逐步以低碳农业取代传统高碳农业,切实推动农业转型的跨越性发展。运用适宜的资源与环境管理手段,引导农民自愿参与到应用测土配方施肥技术进行减排的碳交易活动中,既为高边际减排成本排放源提供全新的减排途径,也为应用测土配方施肥技术减排的农民带来了双重经济效益,从而扩大了测土配方施肥技术的推广面积,为中国农业减污减排做出巨大贡献。     

立式深旋耕作对马铃薯农田土壤温室气体排放的影响

为明确立式深旋耕作（VRT）技术对马铃薯全生育期农田温室气体（CO₂和N₂O）排放的影响,采用静态暗箱-气相色谱法,设置立式深旋松覆膜种植马铃薯（VRT-P）、旋耕覆膜种植马铃薯（TT-P）、立式深旋松露地无作物（VRT-FL）和旋耕露地无作物（TT-FL）4个处理,测定土壤含水量、温度和温室气体排放通量等,研究VRT对温室气体排放的影响及其机制。结果表明,VRT能显著提高0~30cm土层的土壤含水量,在现蕾期、始花期、盛花期和淀粉累积期,VRT-P处理较TT-P处理分别增加了9.8%、8.4%、14.6%和18.9%,VRT-FL处理较TT-FL处理分别增加了12.3%、9.1%、10.7%和26.8%;0~25cm土层土壤温度在现蕾期显著增加。农田土壤温室气体N₂O和CO₂排放通量呈现夏秋高而冬春低的季节性分布规律,在马铃薯生育期内VRT-P处理的N₂O和CO₂排放通量较TT-P处理分别提高39.9%和26.1%,在休闲季节分别提高11.2%和35.9%;VRT-FL处理的N₂O和CO₂排放通量较TT-P处理分别增加62.8%和4.4%,在休闲季节分别增加了41.5%和4.8%。种植作物对温室气体排放有显著影响,VRT-P处理的N₂O和CO₂排放通量较VRT-FL处理分别提高了78.2%和41.9%,TT-P处理的N₂O和CO₂排放通量较TT-FL处理分别提高了107.3%和24.1%,均达到显著差异。VRT提高了土壤温度和湿度,可显著提高土壤温室气体（N₂O和CO₂）排放通量。     

生物有机肥的应用及其农田环境效应研究进展

生物有机肥对提高作物产量、改良土壤肥力、减少作物病虫害和环境污染具有显著作用，对于绿色农业的发展至关重要。笔者综述了生物有机肥的应用对作物生长、土壤改良、温室气体排放及农业面源污染影响的研究进展，指出了现阶段研究的不足之处，并对生物有机肥的未来研究方向提出了建议，以期为生物有机肥的合理利用和水土资源的可持续发展提供理论依据和科学指导。     

有机肥对作物品质、土壤肥力及环境影响的研究进展

有机肥替代部分化肥是实现化肥减量增效的重要途径,对提高作物产量、改善土壤肥力等具有显著效果,但其对温室气体排放以及增加土壤环境中污染物负荷的贡献亦不容小觑。本文重点综述了施用有机肥对作物品质、土壤改良、温室气体排放、农业面源污染等的影响,分析了有机肥施用研究现状,并对有机肥施用的研究趋势提出建议,首先不断优化发酵工艺提升有机肥品质是根本;其次强化品质性状评价在有机肥施用效果评价中的地位,充分依托长期定位观测和现代化监测手段,不断提升肥力监测水平,加强生态环境效应综合评价是保障,以期为科学、合理、高效使用有机肥,保障土壤资源的可持续利用提供指导。     

欠发达地区农地利用碳排放时序特征及影响因素研究

农地碳排放研究对于区域农业可持续发展具有重要意义。笔者利用1996—2013年贵州省化肥、农药、农膜、农用柴油、翻耕、灌溉六大类碳源的相关数据,对贵州省18年间农地利用碳排放进行测算,并采用kaya恒等式对农地利用碳排放的影响因素进行分析。研究表明:(1)贵州省农地利用碳排放总量和碳排放强度均呈现持续上升的态势;(2)贵州省农地利用碳排放增速呈现波动的状态,且波动幅度较大;(3)化肥是最主要的碳排放源,其次为农膜和农用柴油;(4)生产效率因素、产业结构因素对贵州省农地利用碳排放具有抑制作用,经济水平、劳动力规模对农地利用碳排放具有促进作用。最后,本文对贵州省农地利用碳排放提出对策建议。     

中国非CO2类温室气体减排潜力及其政策意涵

利用改进后的全球一般均衡环境模型（GTAP-E）及其6版非CO2类温室气体排放数据库,模拟了中国非CO2类温室气体减排潜力及其政策意涵。结果显示,现阶段,中国是世界上非CO2类温室气体排放最多的国家,2020年将会占到世界总排放的20%左右。其中,来自农业部门的非CO2类温室气体排放比重达到73%。未来10年,牛羊类、工业、服务行业的非CO2排放增速最快,且服务业的增速快于工业,并在2010年后超过工业排放。中国可以通过实施非CO2类温室气体减排政策,减轻二氧化碳减排的国际压力。虽然征收较高的碳税能够带来较高的非二氧化碳减排量,但是政策效率在高碳税和低碳税间差异不大。所以,在实施非二氧化碳减排碳税政策时,应该把碳税控制在一个较低的水平。     

基于能值改进模型的红米与烤烟作物系统可持续性评价——以贵州省盘州市为例

为准确测度农作物生产的可持续发展水平,进一步提高可持续发展能力。将碳排放与碳固定视为农田系统环境产出,纳入能值分析框架,建立能值改进指标,评价区域红米和烤烟2种不同作物生产模式的可持续性并进行灵敏性测试。研究发现,红米和烤烟系统的能值投入分别是1.26E+17sej/hm²和1.24E+17sej/hm²,产品能值产出分别是2.61E+16sej/hm²和6.55E+15sej/hm²,红米生产模式的产品产出效率较好。在环境能值产出方面,红米系统表现为净温室气体排放“源”,碳排放（5.97E+16sej/hm²）远大于碳固定（1.30E+15sej/hm²）,减排潜力较大;而烤烟系统则表现为碳固定盈余,碳排放（1.95E+14sej/hm²）小于碳固定（3.42E+14sej/hm²）。温室气体排放量变化对作物系统环境负载率和可持续发展水平的影响最大。结论表明,在传统能值分析体系中增设碳排放与碳固定指标可为农业系统可持续性评价提供更加全面的测算思路和方法借鉴。     

施肥对马铃薯淀粉废水灌溉农田的培肥效应

为解决宁南山区马铃薯淀粉加工废水还田的施肥技术难题,以3年灌溉马铃薯加工淀粉废水农田土壤为对象,以青贮玉米为供试作物,利用田间试验探讨了不同施肥处理对马铃薯淀粉废水灌溉农田的土壤培肥效应和作物产量效应。结果表明,与对照不施肥相比,增施化肥或生物有机肥以及化肥与生物有机肥配施均对青贮玉米产量没有显著影响。增施生物有机肥提高了0-20cm土壤有机质、速效钾含量,20-40cm土壤速效磷含量增加了1倍左右,同时也增加了0-60cm剖面土壤碱解氮和全磷累积量,形成了40-60cm土壤速效钾富集区。减施30%化肥配施生物有机肥(30%HF+WF)处理可显著提高0-60cm剖面土壤全氮含量;各施肥处理之间0-60cm剖面土壤全钾含量无显著差异。因此,在3年灌溉马铃薯加工淀粉废水农田土壤条件下种植青贮玉米,不施任何肥料能保证作物产量,但适量增施生物有机肥对土壤培肥和产量效应更好。