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为研究气候变化下不同管理措施对淮河流域稻麦轮作农田生态系统CH4通量的影响,通过参数率定后的DNDC(DeNitrification-DeComposition)模型,估算了淮河流域历史时期(2000—2020年)及未来(2021—2049年)RCP4.5(中等排放强度情景)和RCP8.5(高排放强度情景)两种情景下稻麦轮作农田CH4通量时空分布特征,评估了未来气候变化下多种田间管理措施对流域CH4的减排能力。结果表明:淮河流域历史时期区域CH4通量平均排放强度为125.3 kg·hm-2,未来两种情景(RCP4.5和RCP8.5)下区域CH4通量平均排放强度分别为140.5 kg·hm-2和150.5 kg·hm-2,总体均呈显著上升趋势(P<0.01)。空间上,未来两种情景下CH4通量空间分布特征相似,均呈现南部和西北部地区CH4通量高,东北部和中西部地区CH... 相似文献
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为研究大兴安岭重度火烧迹地在植被恢复过程中甲烷通量变化及其影响因素,采取时空替代法,运用静态箱-气相色谱法,对不同恢复年限的兴安落叶松人工林甲烷通量进行了原位观测。结果表明,大兴安岭重度火烧迹地经过植被恢复后生长季期间均为CH4的汇。植被恢复年限越长吸收CH4的总量越大,恢复了28 a的兴安落叶松人工林土壤对CH4每个生长季的吸收量(238.340 mg·m-2)超过了天然次生林(201.128 mg·m-2);重度火烧迹地在植被恢复过程中土壤CH4通量与土壤温度之间存在显著的相关性(P<0.05);该区域大气温度不是影响土壤CH4通量的主要影响因子,气温与土壤CH4通量之间不存在显著的相关性。 相似文献
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[目的]揭示内蒙古大青山土壤温室气体通量的变化趋势和影响,为温室气体在森林生态系统的排放机制和影响因素提供理论基础。[方法]利用OTC(开顶式增温箱)模拟大气温度升高,采用静态箱-气相色谱法野外原位观测土壤温室气体(CO2、CH4、N2O)通量的日动态、季节动态及年际动态的变化规律。[结果]模拟增温的条件下,5、10、20、40 cm土层土壤年均增温分别为1.13、2.16、1.21、0.70℃,大气年均增温0.61℃;增温处理下,5、10、20 cm土层土壤年均湿度分别降低4.64%、3.50%和8.43%,40 cm土层土壤湿度平均增加1.87%,大气湿度平均降低5.93%。增温降低了土壤有机碳、碱解氮、全氮、硝态氮含量、碳氮比,促进了铵态氮的转化。增温处理抑制了CO2通量排放,生长季CO2通量降低了25%。土壤CH4通量在生长季表现为大气CH4的汇,增温状态下的CH4通量平均吸收值略高于CK,一定程度上促进... 相似文献
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以贵州典型黄壤和石灰土进行盆栽试验,设置对照(不种绿肥)、光叶紫花苕、紫花苜蓿、黑麦草和油菜5个处理,探究种植不同绿肥还土后贵州典型土壤CO2、CH4排放通量特征及其与环境影响因子(温度、水分)的关系。结果表明:与对照相比,绿肥处理增加了土壤CO2排放,黄壤的CO2平均排放通量和累积排放总量大于石灰土的,而石灰土的CH4平均排放通量和总累积排放量大于黄壤的;绿肥处理提高了全球增温潜势(GWP),黄壤和石灰土均以黑麦草处理的GWP最高,其次为油菜绿肥的,表明非豆科绿肥对土壤GWP的贡献大于豆科绿肥的;土壤类型、绿肥及其交互作用均对CO2排放通量具有显著影响,且土壤水分为土壤CO2排放的主要驱动因子,CH4排放通量仅受土壤类型影响。可见,在黄壤和石灰土中种植绿肥还土能增加CO2排放,对提升土壤肥力和生产力具有积极作用。 相似文献
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以东北主要作物大豆、玉米和高粱为研究对象,首次同步考察了新鲜离体植物茎秆和叶片的N2O和CH4排放。结果表明:3种植物茎秆均能排放N2O,玉米茎秆排放量最大,为13.587μL/L;3种植物叶片的N2O排放较少,但42 h时大豆叶片的N2O排放出现高峰,浓度达33.913μL/L。3种植物茎秆的CH4排放表现出最初有排放之后吸收,3 h时玉米、大豆和高粱的CH4浓度分别为2.113、2.341和2.355μL/L;植物叶片CH4排放不明显,呈波浪起伏的变化规律。从N2O和CH4排放通量看,大豆叶片N2O通量最高,达210.970 ng/(g·h);玉米叶片CH4通量为0.148 ng/(g·h),其他茎叶均为吸收CH4。研究结果不仅为植物叶片本身既能排放N2O又能排放CH4... 相似文献
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通过田间试验研究紫花苜蓿绿肥还田与化肥减施对贵州黄壤旱地玉米产量、温室气体排放通量及全球增温潜势(GWP)和温室气体排放强度(GHGI)的影响。设置传统施肥(CF100)、绿肥配施70%化肥(AL+CF70)、绿肥配施50%化肥(AL+CF50)及单施绿肥(AL+CF0)4个处理。结果表明,绿肥处理可显著增加CO2平均排放速率,AL+CF50显著增加了CH4平均排放通量速率,而AL+CF0显著降低了N2O平均排放速率。绿肥处理均增加CO2、CH4累积排放量,其中AL+CF70与AL+CF0处理显著高于CF100(P<0.05);所有处理CH4累积通量差异不显著,但绿肥处理使CH4累积通量由汇变为源;绿肥处理可降低N2O排放通量,但与CF100差异不显著(P>0.05)。绿肥配施化肥可实现玉米增产稳产,但差异不显著(P>0.05),其中AL+CF70较CF100产量增加3.05%,而单施绿肥可显著... 相似文献
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水稻田是甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)等温室气体的主要排放源,在不同水稻播栽方式下,温室气体排放量有差异。设置直播(DS)、人工插秧(AT)、抛秧(SP)和机械插秧(MT)等4种播栽方式,利用静态箱-气相色谱法对双季稻生育期内CH4、N2O排放通量进行监测,分析温室气体在全生育期的排放规律,并用全球增温潜势(GWP)与温室气体排放强度(GHGI)2个指标来综合评价不同水稻播栽方式的减排效益。结果表明,早稻CH4排放主要集中在分蘖期至拔节孕穗期,晚稻CH4的排放峰提前到返青期且峰值明显增大,晚稻CH4排放对总GWP的贡献达69.5%~82.3%;全生育期N2O的增温潜势仅占总GWP的3.5%~8.2%。在早稻DS处理下,CH4的累计排放量最低(26.05 kg/hm2),其次为SP处理(36.20 kg/hm2);在晚稻SP处理下,CH... 相似文献
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H2在管线钢表面吸附并解离是H原子在钢基体中渗透扩散的前提条件,掺氢天然气管道内H2的存在增加了管道氢脆风险。基于分子动力学模拟与第一性原理计算方法,开展了管线钢表面H2吸附行为研究,得到不同掺氢比例下CH4与H2混合气的竞争吸附规律,明确了管线钢近壁面CH4的存在对H2解离行为的影响机制。研究发现:对于纯气体组分,CH4与H2均具有近壁吸附特性;对于CH4/H2混合组分,CH4具有优先吸附性,显著降低了管线钢表面H2的吸附浓度;通过第一性原理计算方法,发现CH4与H2在管线钢表面的吸附类型不同,CH4的存在不能阻止H2在管线钢表面的化学分解吸附行为,但可以有效降低H2分子出现在管线钢近壁面的概率... 相似文献
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为探究脱硫石膏和生物炭混施对稻田CO2、CH4减排和碳收支的影响,在黄壤性稻田中设置了生物炭与脱硫石膏施用剂量比不同的6个处理,并利用静态箱-气相色谱法对土壤CO2、CH4排放通量进行了为期一年的监测。试验的6个处理分别为裸地(B)、种植水稻(R)、种植水稻+4 t·hm-2生物炭(RC4)、RC4+4 t·hm-2脱硫石膏(RC4G4)、RC4+8 t·hm-2脱硫石膏(RC4G8)和RC4+16 t·hm-2脱硫石膏(RC4G16)。结果表明,处理R在稻季的CH4排放量为86 kg·hm-2;单施生物炭使CH4排放量增加了52%,进一步混施脱硫石膏则使CH4排放量下降了69%~91%。各处理在休闲期的CH4排放量都比较低(6.24~13.4 kg·hm-2)。施用生物炭和脱硫石膏... 相似文献
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为明确不同秸秆还田量对上海地区稻田甲烷(CH4)排放的影响,以上海市青浦区稻田为研究对象,利用PICARRO G2508温室气体在线监测系统探索不同秸秆还田量下稻田CH4的排放特征。结果表明,稻田CH4排放通量与5 cm深度土壤温度呈显著(P<0.05)正相关,且两者的相关性随着秸秆还田量的增加而增强。稻田CH4排放量随着秸秆还田量的增加而增加,在秸秆不还田、半量(2.5 t·hm-2)还田和全量(5.0 t·hm-2)还田3种情景下,稻田CH4累积排放量分别为(10.00±0.06)、(53.26±0.06)、(121.55±0.03) kg·hm-2,且其排放集中在水稻分蘖期,贡献率达49.40%~52.11%。在不显著影响水稻产量的前提下,秸秆半量还田的单位水稻产量CH4排放量较全量还田降低56.17%,是本试验条件下推荐的适宜秸秆还田量。 相似文献
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通过研究贵州省冬闲田种植光叶紫花苕、箭舌豌豆、黑麦草和油菜4种绿肥还田对后茬玉米产量和土壤温室气体排放的影响,筛选可以减少或一定程度上遏制农业温室气体排放的绿肥。结果表明:(1)箭舌豌豆处理CO2平均排放通量最高,为79.67 mg/(m2·h),油菜处理最低,为66.53 mg/(m2·h),但各处理间无显著差异;与冬闲相比,除油菜处理外,其他绿肥处理均促进CO2排放。(2)所有绿肥处理均促进CH4排放,冬闲CH4累积通量为负值,表明绿肥还田导致土壤由CH4汇变为弱排放源。(3)与冬闲相比,除箭舌豌豆处理外,其他绿肥处理对N2O累积排放量均有抑制作用。(4)CO2对全球变暖贡献占主导,N2O次之,CH4所占比例最小。(5)绿肥还田均可提高玉米产量,且光叶紫花苕绿肥处理产量显著高于冬闲,单位产量温室气体排放强度也较小。因此,综合考虑环境效益和生产效... 相似文献
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为探讨畜禽养殖污水高氨氮负荷处理过程中的温室气体排放,本试验对缺氧/好氧(A/O)中试工程处理猪场沼液过程进行采样,对温室气体特性及影响因素进行了监测分析。结果表明:A/O工艺CH4平均排放通量为1 454.76 mg·m-2·h-1,平均排放因子为0.85%,缺氧池排放占比最高,占总排放量的56.0%;N2O平均排放通量为101.25 mg·m-2·h-1,平均排放因子为0.64%,好氧池排放占比最高,占总排放量的87.1%。NO2--N的积累会促使N2O排放,但对CH4排放有抑制作用。硝化细菌和反硝化细菌的反硝化反应可能是猪场污水处理过程中N2O的主要排放途径。 相似文献
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【目的】探究不同水氮调控下鲜食葡萄园土壤N2O、CO2和CH4 3种温室气体的排放特征及其增温潜势,以期了解水氮调控对温室气体排放的贡献,旨在筛选出更为合理的水氮调控管理模式,从而为减缓葡萄园温室气体排放,促进葡萄产业可持续生产提供科学依据和技术参考。【方法】于2017年4—12月,选择在河北省葡萄主产区—昌黎,以鲜食葡萄‘红地球’为供试葡萄品种,通过田间小区设置传统水氮、移动水肥、优化水氮和优化水氮+DMPP(3,4-二甲基吡唑磷酸盐,一种新型的硝化抑制剂) 4个处理,采用密闭静态箱-气相色谱法对鲜食葡萄园土壤3种温室气体(N2O、CO2和CH4)排放量进行监测,比较其综合增温潜势差异,并测定葡萄产量。【结果】N2O排放通量施肥后呈现单峰趋势,在施肥灌水后的1—2 d出现峰值。氮肥能显著提高土壤N2O排放通量,与传统水氮相比,减氮控水处理能降低73.03%—88.19%的N2O平均排放通量,达到显著性差异(P<0.05)。等氮条件下配施DMPP能平均降低50.08%的N2O排放通量;各处理CO2排放通量变化趋势一致,在施肥后2—3 d达到排放高峰,在生长期内表现为季节变化规律。减氮控水处理能减少60.56%—62.13%的CO2排放,达到减排效果;CH4排放通量则无明显变化趋势,施肥后CH4排放通量时正时负,其中传统水氮CH4排放通量波动性较大,范围在-0.132—0.238 μg·m -2·h -1,减氮控水处理之间变化趋势平缓,无显著性差异(P>0.05)。在整个试验期间,各处理土壤N2O排放总量从高到低依次是传统水氮、优化水氮、移动水肥和优化水氮+DMPP,分别为3.90、2.83、2.76和2.65 kg·hm -2,排放系数介于0.58%—0.67%。与传统水氮处理相比,减氮控水处理(移动水肥、优化水氮和优化水氮+DMPP)可使N2O总排放累积量降低27.56%—32.09%;各处理土壤CO2和CH4的累积排放量,分别为传统水氮(3 816.05 kg·hm -2、0.060 g·hm -2),移动水肥(3 387.33 kg·hm -2、-0.075 g·hm -2),优化水氮(3 410.95 kg·hm -2、-0.036 g·hm -2)和优化水氮+DMPP(3 412.06 kg·hm -2、-0.030 g·hm -2)。减氮控水处理可分别使CO2排放累积量降低10.59%—11.23%,CH4总排放累积量降低150.23%—224.38%。结合葡萄产量,减氮控水处理葡萄产量较传统水氮处理增加8.81%—19.35%,其中以优化+DMPP处理增幅最大,且比优化水氮和移动水肥处理也高出9.69%和2.25%。 【结论】与传统水氮相比,优化水氮+DMPP处理土壤N2O、CO2和CH4累积排放量分别降低了32.09%、10.59%和150.23%,总GWP 降低了12.82%,实现了葡萄园温室气体减排,同时可使葡萄产量增加19.35%,达到了经济与环境双赢,综合评价为本研究中最佳水氮调控措施。 相似文献
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【目的】探究土地利用变化对湿地土壤酶活性和温室气体排放之间关系的影响。【方法】以会仙岩溶湿地为研究样点,以湖泊湿地和其相邻的稻田为研究对象,采用比色法和静态暗箱法分别测定水稻整个生育期内主要土壤酶的活性及CO2和CH4的排放,并对二者之间的关系进行分析。【结果】稻田土壤的β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、蔗糖酶、几丁质酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均高于湖泊湿地,高出幅度为11.8%—32.7%。稻田CO2和CH4排放通量分别为255.9—789.7和-0.41—1.74 mg·m-2·h-1,平均值分别为445.8和0.42 mg·m-2·h-1,低于天然湖泊湿地。与湖泊湿地相比,稻田CO2和CH4排放总量分别降低了22.3%和83.3%,而增温潜势(GHGs,含N2O)降低了29.6%。相关性结果显示,CO2排放通量与β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、蔗糖酶和几丁质酶活性呈显著负相关关系,CH4排放通量与6种土壤酶活性显著负相关(P<0.05)。【结论】在会仙岩溶湿地系统中,天然的湖泊湿地转变为稻田可显著提高土壤酶活性,同时降低CO2和CH4的排放量,有利于微生物碳利用率的提高和土壤碳的封存。 相似文献
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