【目的】明确黄淮海平原地区典型作物种植类型下,农田土壤N2O排放特征,并探明不同环境因子对其排放通量的影响。【方法】采用静态箱法测定了黄淮海平原典型农田(冬小麦/夏玉米、棉花、休闲地)土壤N2O的排放通量及其季节变化特征,并分析了土壤温度、土壤水分、不同氮肥量对土壤N2O通量的影响。【结果】3种种植方式N2O排放在秋季均呈现总体下降趋势,至12月中旬左右降到最低,随着春季气温的升高则呈总体上升趋势。冬小麦/夏玉米地土壤N2O排放高峰值为433.5μgN2O·m-2·h-1,出现在7月下旬;棉花地为146.5μgN2O·m-2·h-1,出现在6月中旬;休闲地为175.16μgN2O·m-2·h-...

【目的】分析不同施肥处理对土壤理化性质、N_2O的排放特征及小麦产量的影响,以期为旱作雨养农田化肥合理施用以及降低温室气体排放提供科学依据。【方法】2016-2018年,以始于1990年的陕西杨凌"国家黄土肥力与肥料效益监测基地"冬小麦/夏休闲体系长期肥料定位试验为基础,对其中6个处理((1)不施肥(CK)、(2)单施氮肥(N)、(3)氮肥与钾肥配施(NK)、(4)磷肥与钾肥配施(PK)、(5)氮肥与磷肥配施(NP)、6)氮肥、磷肥与钾肥配施(NPK))进行研究,测定不同处理土壤样品理化性质、N_2O排放特征以及小麦产量,并就N_2O排放总量与土壤理化性质的关系进行了冗余(RDA)分析。【结果】不同处理对土壤理化性质影响有差异,其中NP和NPK处理土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、无机氮(铵态氮(NH_4~+-N)和硝态氮(NO_3~--N))、微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)含量均明显高于其他处理,而土壤pH显著下降。2016-2017和2017-2018年不同处理的土壤N_2O排放总量分别为0.48～1.31和0.41～1.18 kg/hm~2,其中施氮处理(NK、NP和NPK)的土壤N_2O排放总量均显著高于CK;土壤N_2O排放总量平均值表现为NPK>NP>NK>N>PK>CK。所有施氮处理中,NPK处理的N_2O排放系数平均值最高,达0.59%,显著高于其他处理。2016-2017和2017-2018年,所有施肥处理小麦产量均显著高于CK,其中NP和NPK处理的小麦产量均较高。6个处理中,N处理的土壤N_2O排放强度平均值最高,显著高于其他处理;CK、NK和NPK处理次之,且三者之间差异不显著; NP和PK处理均较低,且两者之间差异不显著。RDA分析结果表明,土壤N_2O排放总量与土壤理化性质的相关性由大到小表现为TN>NO_3~--N>SOC>NH_4~+-N>MBN>MBC。【结论】对于土娄土区雨养农田而言,长期氮、磷肥配施(NP)或者氮、磷、钾肥配施(NPK)可显著提高土壤肥力和小麦产量以及N_2O排放总量,是研究区较好的施肥方式。

由人类活动所造成的大气中温室气体浓度急剧增加而引起的全球气候变暖和环境变化已引起全世界的广泛关注。氧化亚氮(N2O)是仅次于二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)的一种温室气体,在大气中含量较低却十分稳定,具有较大的增温潜能(其单分子的增温潜能是CO2的310倍)和较快的浓度增加速率(以每年0.25%的速率增加)(IPCC,2007)。N2O可吸收红外线,减少地球表面通过大气向外层空间的热辐射,导致地球表面温度增加。N2O能参与大气中许多光化学反应,破坏臭氧层(Crutzen,1970),导致到达地球表面的紫外线明显增加,给人类健康和生态环境带来多方面的危害。

N2O不仅是一种重要的温室气体,而且还可以破坏臭氧层。随着人类活动的增加,其在大气中的浓度不断上升,对环境的影响也更加严重,因此,N2O的排放日益成为环境研究的热点问题。土壤是N2O的重要排放源。本文综合分析了土壤N2O排放研究的进展情况,主要包括:土壤N2O产生及排放的机理;影响N2O排放的主要因素;土壤N2O排放的时空特征以及全球N2O排放的模型估计;最后提出了今后的研究方向。

【目的】收集中国已发表的旱地农田Ｎ＿２Ｏ排放田间监测文献并建立数据库，以此为基础解析中国主要旱地农田（小麦地、玉米地、蔬菜地）的Ｎ＿２Ｏ背景排放值（不施肥情况下土壤的Ｎ＿２Ｏ排放量）和排放系数（ＥＦ）及影响因子，为估算区域温室气体清单和提出相应的减排策略提供数据支持。【方法】利用亚组归类和回归分析等方法对主要类型旱地农田Ｎ＿２Ｏ背景排放量的影响因子（如土壤全氮含量和土壤碳氮比）及影响ＥＦ的因子（如氮肥用量及肥料类型——硝化抑制剂和缓控释肥）进行分析。【结果】（１）中国旱地农田Ｎ＿２Ｏ背景排放量为０．７０—３．１４ ｋｇ Ｎ＿２Ｏ－Ｎ·ｈｍ～（－２）；小麦地和夏玉米地的Ｎ＿２Ｏ背景排放量和蔬菜地．．．

本文简要介绍了黄淮海平原典型区域的水问题及其变化规律。沧州—衡水地区的水问题主要有 :水资源严重匮乏、深层地下水严重超采以及风暴潮影响严重。文中估算了该区的缺水损失 ,并建立了漏斗中心水位埋深与地下水超采的经验关系。黄河三角洲地区的水问题主要有 :水资源尚嫌不足、黄河断流影响大以及地下水超采有所发展。文中提出了黄河断流的开源对策。安阳地区的水问题主要有 :水资源不足与地下水位下降速率加剧。文中亦建立了该区地下水水位与地下水超采量的经验关系。此外 ,本文还预测了各典型区引黄、引江灌溉的发展前景 ,2 0 1 0水平年外流域调水可望占可供水量的 32 %以上。

【目的】通过对土壤酸碱缓冲容量的研究,可以评价土壤抵抗酸化和碱化的能力,也可以对土壤酸化过程进行预测和调控。【方法】采用酸碱滴定法获取土壤酸碱滴定曲线,并通过分段拟合计算土壤酸碱缓冲容量。【结果】酸滴定曲线和碱滴定曲线在整体上并不呈线性,但分段的酸和碱滴定曲线的线性相关系数均大于0.97。通过分段拟合得出土壤酸、碱缓冲容量分别为158.71和25.02mmol·kg-1。【结论】酸碱滴定法适用于黄淮海平原典型潮土酸碱缓冲容量测定。根据缓冲体系的划分和土壤基本性质可以看出,碳酸盐是最重要的酸缓冲体系,而土壤有机质贡献相对较小。

【目的】研究黄淮海北部地区犁底层分布现状及特征。【方法】采用布点取样方法，根据黄淮海北部区土壤质地分布图结合第二次土壤普查点位选取山东陵县、河北吴桥县共１０８个点位，于２０１４年冬小麦拔节期进行剖面取样调查，测定０—４５ ｃｍ不同层次土壤水分含量、土壤容重及穿透阻力。【结果】（１）黄淮海北部地区耕层平均厚度在１４．７４ ｃｍ，约有７６％的被调研点存在明显的犁底层，犁底层主要分布在１５—３０ ｃｍ；（２）黄淮海北部区农田剖面各层次土壤容重及穿透阻力存在显著差异，犁底层容重最大，平均容重在１．５４ ｇ·ｃｍ～（－３）左右，显著大于耕层和心土层，在冬小麦拔节期犁底层穿透阻力为１ ３７１．００—４ ２．．．

为研究秸秆还田对热带地区稻田N_2O排放的影响,以不同管理措施下耕作4 a的稻田土壤为基础,通过盆栽试验观察种植水稻后N_2O排放动态变化。试验设置了不施氮对照(CK)、常规施氮(CT)、单施秸秆(ST)和常规施氮+秸秆(CTST)处理。结果表明,各处理N_2O排放通量在-0.23～6.64 mg/(m~2·h),主要集中在水稻生育前中期,CTST处理相比于CT处理显著降低了分蘖肥期田面水无机氮浓度(P0.05),CTST处理相比于CT处理可减排49.11%(P<0.05)。因此,施用氮肥是N_2O排放增加的主要原因,秸秆还田可显著减少热带土壤-水稻种植系统N_2O排放。

利用静态箱-气相色谱法,研究大兴安岭4种典型落叶松林(藓类-兴安落叶松林、杜香-兴安落叶松林、草类-兴安落叶松林和杜鹃-兴安落叶松林)在生长季主要温室气体(CO_2、CH_4和N_2O)排放通量特征及与土壤理化性质的关系。结果表明:4种落叶松林均为CO_2的排放源,平均排放通量分别为45.88(藓类-兴安落叶松林)、38.68(杜香-兴安落叶松林)、54.54(草类-兴安落叶松林)和62.98(杜鹃-兴安落叶松林) mg·m~(-2)h~(-1)。其中杜鹃-兴安落叶松林排放通量最高,4种林型土壤CO_2排放通量均与土壤温度呈显著正相关。CH_4平均排放通量依次为0.089(藓类-兴安落叶松林)、-0.037(杜香-兴安落叶松林)、0.004(草类-兴安落叶松林)和-0.03(杜鹃-兴安落叶松林)mg·m~(-2)h~(-1),藓类-兴安落叶松林和草类-兴安落叶松林为CH_4的源,另2种林型表现为CH_4的汇。其中藓类-兴安落叶松林贡献了该地区95%以上的CH_4排放量。草类-兴安落叶松林和杜鹃-兴安落叶松林与土壤温度存在显著相关性。藓类-兴安落叶松林和杜香-兴安落叶松林与土壤有机碳呈显著负相关。4种林型中仅杜鹃-兴安落叶松林土壤CH_4排放通量与5 cm深土壤含水量存在显著相关性。N_2O平均排放通量依次为0.007 3(藓类-兴安落叶松林)、0.012(杜香-兴安落叶松林)、0.009 3(草类-兴安落叶松林)和-0.0003(杜鹃-兴安落叶松林)mg·m~(-2)h~(-1),表现为N_2O的源(杜鹃除外)。不同月份N_2O排放通量研究结果显示,该地区4种林型N_2O的排放主要集中在夏末和秋季。影响N_2O排放通量的环境因子因林型而异,其中草类-兴安落叶松林与10 cm土壤温度呈显著正相关,与全氮、碱解氮和有机碳呈显著负相关;杜鹃-兴安落叶松林与土壤温度和土壤含水量均呈显著正相关性;藓类-兴安落叶松林和杜香-兴安落叶松林分别与土壤全氮和有机碳存在显著相关性,与土壤温度、含水量、pH值无显著相关性。

以年降雨量 6 32 m m的黄土高原南部旱地小麦田及休耕地为研究对象 ,研究了耕作措施及氮肥施用对小麦生长期土壤 N2 O排放及土壤脲酶活性的影响。结果表明 ,种植小麦对农田 N2 O排放及 10～ 2 0 cm和 0～2 0 cm土层中的脲酶有激发效应 ;地膜覆盖能使土壤 N2 O排放量和耕层不同层次中的脲酶活性升高 ;N2 O排放与耕层土壤脲酶活性之间具有极显著线性相关关系 (y=4 .5 6 0 x+6 .6 86 ,r=0 .6 94 * *) ,因此耕作层土壤脲酶活性可以作为旱作农田土壤 N2 O排放量的生物指标之一。

农地流转已经成为影响中国农业发展的重要因素之一，分析农地流转空间格局特征对中国农业的转型发展尤为重要。本文以黄淮海平原农户调查数据为基础，引入ＥＬＬ模型对黄淮海平原农地流转抽样数据进行了空间推演，获得该地区县域尺度农地流转方向和规模的空间格局参数，进而通过局部空间自相关分析描述农地流转表征指标在县域尺度上的集聚特征。研究表明：１黄淮海平原县域农地转入规模在４４０．７９～１３７９．８６ｈｍ～２，呈现出由西向东递增的趋势；农地转出规模在９０８．６１～２７４５．２９ｈｍ～２，表现出由西北向东南递增的特征；２农地转入和转出的ｍｏｒａｎ’ｓ Ｉ＿Ｉ值分别为０．７８和０．８９，反映出黄淮海平原农地转入和转．．．

【目的】探究绿肥混播对稻田土壤N_2O的减排效果和机制，筛选既高产稳产，又减排的适合南方双季稻区发展应用的绿肥混播种植模式。【方法】比较不同紫云英与油菜混播比例（单播紫云英（CK1）、单播油菜（CK2）)、3/4紫云英+1/4油菜（3/4M+1/4R）、1/2紫云英+1/2油菜（1/2M+1/2R）、1/4紫云英+3/4油菜（1/4M+3/4R））对稻田N_2O排放规律及相关功能基因的影响。【结果】（1）作物种类影响N_2O排放。各处理的N_2O排放规律基本一致，其中冬作季N_2O排放主要集中在冬季绿肥的盛花期，早晚稻季主要集中在水稻的分蘖、灌浆和成熟期。总体来看，稻田N_2O排放主要集中在水稻季，早稻季的N_2O排放量低于晚稻季；2018年稻田N_2O排放通量总体比2019年高。（2）各处理的早稻N_2O累积排放量差异均不显著。连续两年单播处理的N_2O累积排放量低于混播各处理，其中2019年处理CK1最低，处理3/4M+1/4R的N_2O周年累积排放量在各混播处理中最低。（3）整体来看，晚稻土壤的amo A-AOA和amoA-AOB基因拷贝数比早稻要高，amo A-AOA基因拷贝数比amo A-AOB高1—2个数量级。晚稻的土壤nirS、nir K、nosZ基因拷贝数比早稻要高，其中nir S基因拷贝数比nir K和nosZ高1—2个数量级。紫云英与油菜混播提高了土壤amo A-AOA和amoA-AOB基因丰度，amoA-AOA基因为优势功能基因，而且提高了土壤nir S、nir K、nosZ基因丰度，nirS基因占主导地位。反硝化基因拷贝数比硝化基因拷贝数高1—3个数量级，反硝化作用对N_2O排放贡献更大。【结论】“3/4紫云英+1/4油菜-早稻-晚稻”种植模式在保证高产和高肥力的情况下，N_2O排放量相对较低，是较理想的种植模式。

【目的】为探究硝化抑制剂对土壤硝化作用及氧化亚氮(N_2O)排放的影响。选取水稻土为研究对象，采用微宇宙培养，研究尿素配施硝化抑制剂[3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)和2-氯-6-三氯甲基吡啶(CP)]对水稻土pH、无机氮、N_2O排放以及氨氧化微生物的影响。【方法】设置不加尿素和硝化抑制剂(ck)、单施尿素[氮(N)200 mg·kg_(–1),U]、尿素+DMPP (添加量为氮量的1%,DMPP)和尿素+CP (添加量为氮量的2%,CP) 4个处理。【结果】添加硝化抑制剂可以显著提高土壤pH(P<0.05)。与ck相比，施用尿素显著增加了土壤铵态氮NH_(4+)-N质量分数(P<0.05)，而两者之间硝态氮(NO_(3–)-)N质量分数无显著差异。DMPP和CP处理的NO_(3–)-N质量分数处于较低水平，且2个处理的净硝化速率都显著低于ck和U处理(P<0.05)，有明显的硝化抑制效果。与ck相比，施用尿素显著提高了土壤N_2O排放(P<0.05)，而配施硝化抑制剂显著降低了N_2O的累积排放(P<0.05)，说明土壤pH、AOB丰度和NO_3–-N质量分数是影响土壤N_2O排放的关键因素。【结论】在中性水稻土中，AOB主导了土壤N_2O的排放和硝化作用，DMPP和CP可通过有效降低AOB丰度来抑制硝化作用和减少N_2O排放。图4表3参34

N2O是重要的温室气体,农田是N2O的重要排放源。排放因子法、试验推断法、统计模型和过程模型是目前估算区域农田N2O排放的主要方法,应用上述方法,各国学者对全球、国家和其它区域尺度的农田N2O排放量进行了估算。结果表明,世界农田N2O排放总量在1.2—4.2 TgN之间,中国农田N2O排放总量在0.063—0.628 TgN之间。与其它方法相比,过程模型的精度更高,未来在区域农田N2O排放估算上会发挥越来越重要的作用。应用过程模型,开展模型功能开发与区域验证、氮沉降、淋溶、径流等间接排放因子研究以及区域减排技术集成与农田减排碳贸易测算是未来区域尺度农田N2O排放估算研究的重点。