华北平原农田生态系统碳过程与环境效应研究

• 作者: 张玉铭 李晓欣 王玉英 胡春胜 董文旭 陈素英
• 来源期刊: 中国生态农业学报(中英文)
• 关键词: 碳过程 施氮 耕作模式 环境效应 农田生态系统 华北平原
• 年，卷（期）: 2018,（10）
• 所属期刊栏目: 生态与环境
• 页码范围: 1515-1520
• 页数: 6页
• 分类号: X51|X154.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.180617

摘要

本文总结了25年来针对华北平原小麦-玉米两熟系统,农田的碳循环对气候变化(温度升高)和管理措施(氮肥施入、秸秆还田和耕作方式等)响应机制的研究成果.自2001年起我们在中国科学院栾城农业生态系统试验站建立了3个长期定位碳循环试验:耕作试验、有机循环试验和增温试验,并完善了4种农田碳过程监测方法体系:隔离罐-碱液吸收CO2法、静态箱-气相色谱法、涡度相关技术和浓度梯度法.量化了华北平原小麦-玉米两熟系统碳输入-输出的平衡,并对华北平原施氮农田土壤碳截留进行了再评价,指出秸秆还田下高水高肥的精细管理农田正在以77 g(C)·m-2·a-1的速度丢失碳;此外长期氮施入虽然显著增加0～100 cm土体的土壤有机碳含量,但同时会造成0～60 cm土体土壤无机碳含量显著降低.我们在对碳过程环境效应的研究中进一步指出:增温和施氮均会降低CH4汇强度,但对土壤呼吸无显著影响,这可能主要是由于试验增温诱发的土壤干旱抵消了土壤温度的部分影响和土壤呼吸对土壤温度升高的适应性造成的.我们对剖面土壤气体的研究表明施氮对剖面CH4和CO2均无显著影响.进一步将静态箱法和浓度梯度法相结合的研究结果表明0～40cm土层是北方旱地无氮农田土壤CO2产生和CH4吸收的主要发生层.