农田N2O排放时空格局的形成机理和全球评估

准确理解全球农田氧化亚氮(N2O)排放时空格局是制定区域或全球N2O减排战略的科学基础。过去40年,国内外在农田N2O排放时空格局的形成机理和全球评估方面开展了大量研究。结合国内外现有实证研究进展,本文梳理了气候、土壤、农艺管理措施对农田N2O排放的空间格局和时间变化的多尺度影响,介绍了最新的排放因子、陆面过程模型、大气反演、升尺度等多模型方法及其全球评估成果。同时,提出了跨区域/样带观测、极端气候控制试验、陆面过程模型的区域预测能力、模型-数据融合系统等未来研究挑战,为推动全球氮循环的科学评估和气候智能型农业的国家建设提供科技支撑。     

秸秆还田下水稻丰产与甲烷减排的技术模式

依托作者主持的“十三五”国家重点研发计划项目,提出了一种新型实用的秸秆好氧还田耕作与水稻丰产减排栽培的稻作新模式,并总结分析了该模式大面积示范的综合效益及推广应用的技术要点。该稻作模式以秸秆切碎匀抛、稻田旱耕湿整和增密调氮控水为关键技术,改善稻田耕层的通透性和水稻通气组织的输氧能力及抗倒防衰性能,提高耕层和水稻根际氧含量,实现秸秆还田下水稻丰产与甲烷减排协同。在我国水稻主产区大面积示范中,高产条件下取得氮肥利用增效30.2%~36.0%、稻作节本增收8.3%~9.7%和甲烷减排31.7%~75.7%的显著效果。最后就该稻作模式的大面积推广应用,从政府激励机制和配套技术等层面提出了一些建议。     

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。     

农业温室气体排放统计核算体系的规范化建设

农业是人类的衣食之源，也是人为温室气体(Greenhouse Gas,GHG)排放(尤其是甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O))及其减排的重要部门。开展科学规范的GHG统计核算，不仅是农业碳排放清单编制、碳减排交易核验、碳减排补贴以及低碳农产品认证等工作的基础，也是农业减排固碳政策制定和技术选用及行动方案落实的决策依据。为此，在系统梳理国内外农业GHG统计核算相关规范和方法及标准的基础上，本文针对现有统计制度体系不健全、计量方法不完善和核算结果不确定等问题，就农业GHG统计核算体系建设提出以下建议。首先，健全和完善统计核算制度体系，明确责任主体。在我国现有的农业统计和面源污染监测报告等体系基础上，加强统计监测(Monitoring,M)、报告(Reporting,R)和核验(Verifying,V)的MRV体系建设，优化调整现有政策与机构安排，明晰农业GHG统计核算和减排固碳行动的责任主体。其次，补充和完善统计核算标准和方法。结合国际最新的标准和方法以及我国农业生产实际与发展规划，对我国农业领域相关标准和方法进行补充与完善。比如补充生物炭施用、...     

我国作物生产碳排放特征及助力碳中和的减排固碳途径

作物生产不仅保障了国家粮食安全,也是农业碳排放的主要源,以及碳固定的重要汇。阐明主要农区作物生产碳排放特征,探讨其达峰与中和途径,可以为全国及地方作物生产绿色高质量发展和农业"双碳"目标的战略制定提供重要科学依据。本文基于国家统计数据,比较分析了我国各地区作物生产碳排放特征,探讨了助力碳中和的农田减排固碳途径。2018年我国作物生产碳排放占全国农业碳排放总量45.5%,其中农田甲烷(CH₄)、氧化亚氮(N₂O)以及农用柴油消费的二氧化碳(CO₂)排放分别占农业碳排放总量的22.9%、14.7%和7.9%。从区域排放来看,作物生产碳排放总量和单位播种面积排放量均呈现南高北低特征,其中以华东和华中地区最高,减排潜力大。在作物生产碳排放中,稻田CH₄占50.3%,是减排重点。我国作物生产碳排放总量于2015年出现峰值,之后呈现下降趋势,这与水稻播种面积、农田氮肥用量和农用柴油消费等减少趋势相一致。可见,如果我国农产品进口不受显著影响,作物生产碳排放已经呈现达峰趋势。情景推算发现,仅靠农地土壤固碳很难实现作...