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中国是一个农业大国,其农田土壤排放的温室气体甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)受到国内外学者的不断关注。且中国在哥本哈根会议中承诺:到2020年单位GDP排放的温室气体比2005年减少40～50%。因此如何精确估算农田土壤N2O和CH4排放量、评估其减排措施具有重要理论和现实意义。
本文基于公开发表的农田土壤N2O和CH4排放观测数据,构建含较多影响因子的农田土壤N2O和CH4排放数据库,进而构建统计模型。再结合能代表中国农田土壤属性分布的数据,得出中国农田土壤N2O和CH4排放量。同时筛选出可行的温室气体减排措施,评估其广域减排效果。主要分析过程和结果如下:
1.收集亚洲地区农田N2O排放量、中国农田CH4排放量和相关影响因子,构建旱地N2O、稻田N2O和稻田CH4排放统计模型,结果分别能解释55.5%、60.7%和60.1%的变异,均具有显著统计学意义。
2.利用能代表全国土壤有机碳(SOC)分布的土壤剖面数据,结合排放统计模型,通过蒙特卡洛方法对参数进行多次变异取值,获得排放量的多次模拟结果,统计分析得最终结果。2008年中国农田N2O排放量为371Gg,其中旱作季、水稻季和休闲季的排放量所占比例分别为78%、6%和18%。排放量空间分布不均,东南和西南地区单位面积排放量高,东北、华南、中南地区单位面积排放量低。影响因子灵敏度分析结果显示肥料用量对中国农田N2O排放量不确定性贡献最大。2008年中国稻田CH4排放量为8.36Tg,双季稻区排放明显高于单季稻区。水分管理因子对稻田CH4排放量影响最大。
3.添加硝化抑制剂的新型肥料和普通肥料相比能减少34%的农田N2O排放量,假使全国农田施用的氮肥全添加了硝化抑制剂,和现有排放相比可减少N2O排放103Gg/年。保护性耕作和施加秸秆无显著N2O减排作用。在全国范围内,若对持续淹水的稻田实施烤田措施,可减少19%的CH4;秸秆提前一季还田、秸秆堆肥后再还田比秸秆常规还田分别能减少12.9%和22.1%的CH4排放量。这些减排措施均具有推广价值。