（作物栽培学与耕作学专业论文）大豆田土壤co2排放规律及影响因素的研究.pdf

日录 目录 中文摘要：v 英文摘要v i i 1 前言l 1 1 研究目的及意义1 1 2 国内外研究进展2 1 2 1 大气中温室气体含量变化2 1 2 2c 0 2 排放及温室效应2 1 2 3c o z 排放研究方法4 1 2 4 不同生态系统的c 0 z 排放通量6 1 2 5c 0 z 排放影响因子及机制8 1 2 6c 0 z 排放模型及应用一9 2 材料与方法1 1 2 1 试验设计11 2 1 1 试验地点1 1 2 1 2 试验处理_ 。1 1 2 2 取样分析13 2 2 1 气体采集1 3 2 2 2 气体取样时间- 1 4 2 2 3 测定方法1 5 2 3 环境要素记载1 5 2 3 1 大豆生育期记载15 2 3 2 田间管理记载15 2 3 3 气象要素记载。1 5 2 4 统计分析1 6 3 结果与分析1 7 3 1c 0 2 排放的时间变化特征1 7 3 1 1 取样期c o z 排放一1 7 3 1 2 大豆生育期间c 0 2 排放1 8 3 1 3c o z 排放的日变化1 9 3 1 4c o z 气体排放年际变化2 2 3 2 影响c 0 2 排放的环境因子分析2 3 3 2 1 温度对c 0 z 排放的影响2 3 3 2 2 水分对c 0 z 排放的影响3 6 3 2 3 土壤紧实度对c 0 z 排放的影响3 9 3 3 耕作措施对c 0 2 排放的影响4 3 3 3 1 中耕管理对c 0 2 排放的影响4 3 东北农业大学农学硕士学位论文 3 3 2 秸秆覆盖对c 0 z 排放的影响4 4 3 3 3 耕作方式间c 0 2 排放的差异4 5 3 4c 0 2 排放模型4 6 3 4 1 基于主成分分析的半经验模型4 6 3 4 2 模型模拟与实测值验证5 3 3 5 大豆生育期间土壤c 0 2 排放量估算5 5 4 讨论5 7 4 1c 0 2 排放的时间变化5 7 4 2c o z 排放的环境因子5 7 4 3 耕作措施对c 0 2 排放的影响。5 8 4 4c 0 2 排放模型及估算5 9 5 结 仑6 0 致 谢61 参考文献6 2 攻读硕士学位期间发表的学术论文：7 3 i i j ， c o n t e n t s c o n t e n t s c h i n e s ea b s t r a c t v e n g l i s ha b s t r a c t v i i 1p e r f a c e 1 1 1p u r p o s ea n ds i g n i f i c a n c e 1 1 2s i t u a t i o no f r e s e a r c ho nh o m e l a n do v e r s e a 2 1 2 1c o n t e n to f g r e e n h o u s eg a s e si nt h ea t m o s p h e r e 2 1 2 2c 0 2e m i s s i o n sa n dt h eg r e e n h o u s ee f f e c t 2 1 2 3c 0 2e m i s s i o n so ff l u xm e t h o d s 4 1 2 4d i f f e r e n te c o s y s t e mo f c 0 2 f l u x 6 1 2 。5c 0 2e m i s s i o n sf a c t o r sa n dm e c h a n i s m 8 1 2 6c 0 2e m i s s i o n sm o d e la n da p p l i c a t i o n 9 2m a t e r i a l sa n dm e t h o d s 11 2 1t e s td e s i g n 11 2 1 1t e s tl o c a t i o n 11 2 1 2t e s tt r e a t m e n t 1 1 2 2s a m p l ea n da n a l y s i s 13 2 2 1g a sc o l l e c t i o n 13 2 2 2g a s s a m p l i n gt i m e 14 2 2 3t e s tm e t h o d 15 2 3r e c o r d so fe n v i r o n m e n t a lf a c t o r s 15 2 3 1s o y b e a ng r o w t hs t a g e 15 2 3 2f i e l dm a n a g e m e n tr e c o r d s 15 2 3 3m e t e o r o l o g i c a lo b s e r v a t i o n 一1 5 2 4s t a f f s t i c a la n a l y s i s 16 3r e s u l t sa n da n a l y s i s 17 3 1c 0 ，e m i s s i o n so f t h et i m ev a r i a t i o n 17 3 1 1c 0 2e m i s s i o n so f s a m p l i n g 一1 7 3 1 2c 0 2e m i s s i o n sd u r i n gt h es o y b e a ng r o w t h 18 3 1 3c 0 2e m i s s i o nc h a n g e si nd a y s 19 3 1 4c 0 2e m i s s i o n sa n n u a lc h a n g e s ：2 2 3 2i m p a c to f c 0 2e m i s s i o n so f e n v i r o n m e n t a lf a c t o r s 2 3 3 2 1i n f l u e n c eo f t e m p e r a t u r eo nc 0 2e m i s s i o n s 2 3 3 2 2i n f l u e n c eo f m o i s t u r eo nc 0 2e m i s s i o n s 3 6 3 2 3i n f l u e n c eo f s o i lc o m p a c t i o no nt h ec 0 2e m i s s i o n s 3 9 3 3i n f l u e n c eo f t i l l a g eo nc 0 2e m i s s i o n s 4 3 3 3 1i n t e r t i l l a g em a n a g e m e n to nc 0 2 e m i s s i o n s 4 3 3 3 2s t r a wm u l c ho nc 0 2e m i s s i o n s i 3 3 3c 0 2e m i s s i o n sd i f f e r e n c e sb e t w e e nt i l l a g e s i 3 4c 0 2e m i s s i o n sm o d e l i v 3 4 1p r i n c i p a lc o m p o n e n ta n a l y s i sb a s e d 0 1 1s e m i - e m p i r i c a lm o d e l 4 0 3 4 2m o d e ls i m u l a t i o na n dv e r i f i c a t i o no f m e a s u r e dv a l u e s ” 3 5c 0 2e m i s s i o n se s t i m a t e si ns o y b e a ng r o 卅h ：二 4d i s c u s s i o n ： 4 1c o ，e m i s s i o n so f t h et i m ev a r i m i o n 一 4 2c o e m i s s i o n so fe n v i r o n m e n t a lf a c t o r s 4 3t i l l a g eo nc 0 2e m i s s i o n s 4 4c o ，e m i s s i o n sm o d e la n de s t i m a t e 5c o n c l u s i o n s ： a c k n o w l e d g e m e n t s v ： r e f e r e n c e s ：u ： a c a d e m i cp a p e r sp u b l i s h e d 。d u r i n gs t u d y i n g ” i v 研究生学位论文独创生命和使用授权书 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得 或其他教育机构的学位或证书使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明 并表示谢意。 学位论文作者签名日期。跏，哞占月矿日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。 本人授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以 采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解 密后适用本授权书) 学位论文作者签名 导师签名 去肾 ：篱冲乏 日期d 扣年彳月彦日 日期沙加年钥汐日 一 j j 妒 摘要 摘要 近年来，农田土壤温室气体的排放已经成为众多专家学者研究的一个热点领域。目前， 黑龙江省农田温室气体排放研究仍很薄弱，特别是关于农田土壤c 0 2 的排放规律缺少系统研 究。本试验以黑龙江省大豆田土壤为研究对象，设置：留茬少耕( m t ) 、覆盖少耕( m t s ) 、 翻耕( c t ) 、免耕( n t ) 、覆盖免耕( n t s ) 五种耕作方式。通过对大豆田土壤c 0 2 长期连 续观测，分析大豆田土壤c 0 2 排放规律；并结合环境参数的分析测试和记录，研究环境影响 因子及耕作措施对c 0 2 气体排放的影响；估算c 0 2 排放总量，建立黑龙江省大豆田土壤c 0 2 排放的半经验模型，以便对大豆田土壤c 0 2 排放进行估算；为黑龙江省农田c 0 2 的排放研究 提供理论参考与依据。结果表明： 大豆生育期间土壤c 0 2 以排放为主。随着大豆生育期的推进，土壤c 0 2 排放呈单峰曲线 变化；季节变化差异明显，夏季土壤c 0 2 排放量大，春、秋季节变小；土壤c 0 2 通量日变化 峰值出现在1 2 ：0 0 1 4 ：0 0 ，最小值出现在0 ：0 0 4 ：0 0 ，不同时期变化有差异。试验中的5 个大豆耕作方式c 0 2 排放通量为：留茬少耕( m t ) 处理c 0 2 通量8 4 6 8 3 5 4 3 5 m g m 之h ， 均值为1 9 8 1 1m g m 之h 一；覆盖少耕( m t s ) 处理c 0 2 通量5 5 8 6 - - 6 1 3 5 1 m g m 之h ， 均值为3 2 1 2 0m g m 刁h ；翻耕( c t ) 处理c 0 2 通量7 1 1 7 q 3 1 9 8 m g m h 一，均值为 1 9 8 5 9m g m - 2 h ；免耕( n t ) 处理c 0 2 通量7 0 2 7 3 5 1 9 5 m g m 屯h ，均值为1 8 7 1 9 m g m 2 h ；覆盖免耕( n t s ) 处理c 0 2 通量1 0 3 1 5 5 9 0 0 9 m g m 之h ，均值为3 3 3 6 8 m g m 。2 h 一。 温度是影响大豆田土壤c 0 2 排放的重要因素。大豆生育期间c 0 2 排放与气温、土壤温度 呈y = a e b x 相关关系。其中1 0 c m 、1 5 c m 和2 0 c m 土层温度对土壤c 0 2 通量影响较大。留茬少 耕( m t ) 的q 1 0 值的变化范围是2 2 9 3 5 8 ，覆盖少耕( m t s ) 的q l o 值的变化范围是2 2 8 3 5 6 ， 翻耕( c t ) 的q 1 0 值的变化范围是2 1 1 3 2 3 ，免耕( n t ) 的q l o 值的变化范围是2 2 4 9 ， 覆盖免耕( n t s ) 的q 1 0 值的变化范围是2 0 3 2 8 6 ：从q l o 值的变化来看：土壤c 0 2 排放对 气温敏感性较弱，对土壤温度敏感性强，而且随着土壤深度的增大，土壤c 0 2 排放对土壤温 度的敏感性越强。 土壤水分和土壤紧实度影响土壤c 0 2 排放。其中土壤水分受降雨影响较大，降雨后土壤 水分增加，c 0 2 排放有增加的趋势；土壤紧实度与土壤c 0 2 排放呈负相关关系。 中耕管理措施，可以使c 0 2 通量变大；耕作措施对c 0 2 排放的影响具有显著性差异，特 别是有秸秆覆盖的两个处理的c 0 2 通量远大于没有秸秆覆盖的处理；翻耕处理、留茬少耕处 理、免耕处理间没有显著性差异，但是免耕处理的c 0 2 通量较低。 通过主因素分析，影响土壤c 0 2 排放通量的主因子是土壤温度、取样前十天降水量、大 豆生长天数。得出了试验中5 种耕作方式条件下的大豆田土壤c 0 2 排放半经验模型，通过土 壤温度、取样前十天降水量及大豆生长天数，根据半经验模型就可以估测出大豆田土壤c 0 2 排放量。 通过大豆生长期与土壤c 0 2 排放的关系建立起回归方程，对大豆生育期间总的土壤c 0 2 v 东北农业大学农学硕士学位论文 排放量进行估算得出：留茬少耕( m t ) 处理6 6 4 t h m 、覆盖少耕( m t s ) 处理1 0 7 8 t h m 、 翻耕( c t ) 处理6 4 6 t h m 、免耕( n t ) 处理6 0 6 t h m 、覆盖免耕( n t s ) 处理1 0 8 5 t h m 。 关键词： 大豆田；c 0 2 排放；主成分分析；半经验模型 v i a b s t r a c t s t u d y o np r i n c i p l e so fc 0 2e m i s s i o na n di n f l u e n c i n gf a c t o r so f s o y b e a nf i e l d a b s t r a c t e m i s s i o nf l u x e so fg r e e n h o u s eg a s e sf r o ma g r i c u l t u r a lf i e l ds o i lh a sb e c a m ear e s e a r c hf o c u s r e c e n t l y b u tt h e r ew e r eaf e wa c h i e v e m e n t so nt h ee m i s s i o nf l u x e so fg r e e n h o u s eg a s e sf r o m a g r i c u l t u r a lf i e l ds o i li nh e i l o n g j i a n gp r o v i n c e ，e s p e c i a l l yo nt h el a wo fc 0 2e m i s s i o n s a n dt h i s s t u d yw a sc o n d u c t e du s i n gt h es o i l f r o ms o y b e a nf i e l dw i t hf i v e t i l l a g em e t h o d si n c l u d i n g c o n v e n t i o n a lt i l l a g e ( c t ) ，m i n i m u mt i l l a g ew i t hs t u b b l e ( m t ) ，m i n i m u mt i l l a g ew i t hs t r a wm u l c h ( m t s ) ，n ot i l l a g ew i t hs t r a wm u l c h ( n t s ) ，n o t i l l a g e ( n t ) ，t oa n a l y z et h el a wo fc 0 2e m i s s i o n sb y l o n g - t e r mc o n t i n u o u so b s e r v a t i o n ；t os t u d yt h ee f f e c t so fv a r i o u si m p a c tf a c t o r sa n dt i l l a g em e t h o d s o nt h el a wo fc 0 2e m i s s i o n s ；e s t i m a t et h et o t a lc 0 2e m i s s i o n sa n de s t a b l i s ht h es e m ie m p i r i c a l m o d e l ，i no r d e rt oe s t i m a t et h ec 0 2e m i s s i o n sf r o ms o y b e a nf i e l d ；t oo f f e rt h e o r e t i c a li n f o r m a t i o n a n db a s i sf o rt h es t u d yo nh ec 0 2e m i s s i o n sf r o mf a r m l a n di nh e i l o n 西i a n gp r o v i n c e t h er e s u l t s s h o w e dt h a t ： t h e r ew a sal o t so fc 0 2w a se x h a u s t e df r o ms o y b e a nf i e l dd u r i n gt h eg r o w t hp r o c e s s ，c 0 2 e m i s s i o n ss h o w e das i n g l ep e a kc u r v ew i t hg r o w t hp r o c e s s ；m o r ei ns u m m e rt h a ni ns p r i n ga n d a u t u m n ；c 0 2e m i s s i o n sp e a ka n dm i n i m u ma p p e a r e da t1 2 ：0 0 - 14 ：0 0a n d0 ：0 0 4 ：0 0 r e s p e c t i v e l yi nad a y , a n dd i f f e r e dw i t hg r o w t hs t a g e ；c 0 2f l u xw a s8 4 6 8 3 5 4 3 5 m g m 吐h 叫f o r m i n i m u mt i l l a g ew i t hs t u b b l e ( m t ) ，5 5 8 6 6 1 3 5 1 m g m 吐h - 1f o rm i n i m u mt i l l a g ew i t hs t r a w m u l c h ( m t s ) ，7 1 1 7 4 3 】9 8 r a g m 。h “f o rc o n v e n t i o n a lt i l l a g e ( c t ) ，7 0 2 7 3 5 1 9 5m g m 一 h f o rn o - t i l l a g e ( n t ) ，1 0 3 1 5 5 9 0 0 9 m g m h f o rn ot i l l a g ew i t hs t r a wm u l c h ( n t s ) ，t h e i r m e a nv a l u ew e r e1 9 8 1 1m g 吼。2 - h 一，3 2 1 2 0m g1 n 1 2m ，1 9 8 5 9m g 叮n 。2o n 一，1 8 7 1 9m g1 n 1 2 啪一， a n d3 3 3 6 8m g m 。2 h - 1r e s p e c t i v e l y t e m p e r a t u r ei sa ni m p o r t a n tf a c t o rw h i c he f f e c tc 0 2e m i s s i o n sf r o ms o y b e a nf i e l d t h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nc 0 2e m i s s i o n sa n da i rt e m p e r a t u r ea n ds o i lt e m p e r a t u r ec a nb ep e r f o r m e db y t h ef o r m u l a “y = a e o 。”，a n dt h et e m p e r a t u r eo f1 0 c m ，1 5c ma n d2 0c ms o i l l a y e rh a sag r e a t i n f l u e n c eo nc 0 2e m i s s i o n s t h er a n g eo fq l ov a l u ew e r e2 2 9 3 5 8f o rm i n i m u mt i l l a g ew i t h s t u b b l e ( m t ) ，2 2 8 3 5 6f o r c o n v e n t i o n a lt i l l a g e ( c t ) ，2 2 4 3 4 9f o r n o - t i l l a g ef n t ) ，a n d 2 0 3 2 8 6f o rn ot i l l a g ew i t hs t r a wm u l c h ( n t s ) t h es e n s i t i v i t yo fc 0 2e m i s s i o n sw a sm o r e s t r o n gt ot e m p e r a t u r eo fs o i ll a y e rt h a nt o a i rt e m p e r a t u r ej u d g i n gf r o mq i ov a l u e ，a n di n c r e a s e d w i t ht h ei n c r e m e n to fs o i ld e p t h c 0 2e m i s s i o n sw a se f f e c t e db ys o l lw a t e rc o n t e n ta n ds o i lc o m p a c t i o n c 0 2e m i s s i o n s v i i r 东北农业人学农学硕十学位论文 i n c r e a s e dw i t ht h ei n c r e m e n to fs o i lw a t e rc o n t e n ta f t e rm i n i n g ，a n dt h e r ew a sa n e g a t i v e c o r r e l a t i o nb e t w e e nc 0 2e m i s s i o n sa n ds o i lc o m p a c t i o n c 0 2e m i s s i o n sw a sa l s oi n c r e a s e db y i n e r t i l l a g em a n a g e m e n t ，a n dc 0 2e m i s s i o n so fm i n i m u mt i l l a g ew i t hs t u b b l e ( m t ) a n dm i n i m u m t i l l a g ew i t hs t r a wm u l c h ( m t s ) w e r em o v et h a no t h e rt r e a t m e n t sw i t h o u ts t r a wc o v e r i n g ，w h i c h i n d i c a t e dt h a tt i l l a g em e t h o dh a sg r e a ti n f l u e n c eo nc 0 2e m i s s i o n s ；t h e r ew e r en os i g n i f i c a n t d i f f e r e n c ea m o n gc o n v e n t i o n a lt i l l a g e ( c t ) 、m i n i m u mt i l l a g ew i t hs t u b b l e ( m t ) a n dn o t i l l a g e ( n t ) ，a n dc 0 2e m i s s i o n so fn o t i l l a g ef n t ) w a sm i n i m u m t h em o s ti m p o r t a n tf a c t o r se f f e c tc 0 2e m i s s i o n sw a ss o i lt e m p e r a t u r e ，r a i n f a l l10d a y sb e f o r e s a m p l i n ga n dd a y sa f t e re m e r g e n c ea c c o r d i n gp r i n c i p a lf a c t o ra n a l y s i s s e m ie m p i r i c a lm o d e l i n c l u d i n gt h ef a c t o r sa b o v ew a sp e r f o r m e dw i t hf i v ed i f f e r e n tt i l l a g em e t h o d st r e a t m e n t s t o t a lc 0 2e m i s s i o n sd u r i n gt h es o y b e a ng r o w t hc y c l ec o u l db ee s t i m a t e db yt h er e g r e s s i o n e q u a t i o nw h i c hw a se s t a b l i s h e db e t w e e nc 0 2e m i s s i o n sa n dd a y sa f t e re m e r g e n c ew e r e6 6 4 t h m 吨 f o rm i n i m u mt i l l a g ew i t hs t u b b l e ( m t ) ，1 0 7 8 t h m f o rn ot i l l a g ew i t hs t r a wm u l c h ( n t s ) ， 6 4 6 t 。h m lf o rc o n v e n t i o n a lt i l l a g e ( c t ) ，6 0 6 t h m f o r n o t i l l a g ef n t ) ，a n d1 0 8 5 t - h m 。2f o rn o t i l l a g ew i t hs t r a wm u l c h ( b i t s ) + k e y w o r d s ：s o y b e a nf i e l d ；c 0 2e m i s s i o n s ；s e m i e m p i r i c a lm o d e lo fp r i n c i p a l ；c o m p o n e n t a n a l y s i s + v i l l c a n d i d a t e ：z h a oz e s o n g m a j o r ：c r o pc u l t u r ea n df a r m i r i gs y s t e m s u p e r v i s o r ：g o n gz h e n p i n g ， ， 前言 1 前言 1 1 研究目的及意义 工业革命以来，加剧的温室效应引起的全球气候变暖问题是2 1 世纪人类要面对的最大 生态问题。全球气候变暖不仅对全球生态环境造成了巨大的影响，还对世界各国的经济发展 甚至于人类的生存环境产生了一系列不确定性的不利影响，而且这种影响是全球性的；同时 也将是长期存在的，全球变暖的趋势仍在继续0 - i a n s e ne ta l ，2 0 0 2 ) ，并有可能在以后的二三十 年里加快变暖的速度( k n u t t ie ta l ，2 0 0 2 ) 。中国目前是世界上最大的发展中国家，同时也是世 界上仅次于美国的第二大二氧化碳排放国家( 世界能源展望，2 0 0 2 ) 。因此，研究中国的二 氧化碳排放问题，不仅有利于中国的可持续发展，而且对缓和全球气候变暖也具有重要意义。 温室气体是指地球大气中导致温室效应的气体，主要包括c 0 2 、c i - h 、n 2 0 和水蒸气等。 红外线在向太空散射过程中易被大气层中的温室气体吸收，使很大一部分辐射能又返回到地 球表面，从而导致全球温度上升，这种增温效应称为温室效应。大多数学者认为温室效应加 剧是造成全球变暖的重要原因，而人类活动则是造成温室效应加剧的重要原因。工业革命以 来，人类活动对生物圈的影响已由区域扩展到全球，人口的增加，化石燃料的燃烧，环境污 染的加剧，土地利用和覆盖的变化，导致大气中c 0 2 、c h 4 和n 2 0 等温室气体的浓度在逐年 增加。c 0 2 、c h 4 和n 2 0 凭借它们来源的复杂性、较高的增长速率以及增温潜势，成为人们 研究的重点( 蒋静艳，2 0 0 1 ) ，大气中不断增多的c 0 2 是导致全球变暖的主要原因( l a l ，2 0 0 4 a ； m o s i e r , e ta l , 19 9 8 ；b a g g s ，e ta l ，2 0 0 4 ) 。 土壤是全球仅次于海洋的第二大有机碳库，农业生态系统中的碳库是全球碳库的重要组 成部分，也是最活跃的部分，所以农业是一个重要的温室气体来源。土壤中的有机物质经微 生物分解，以c 0 2 的形式进入大气，这是土壤碳库的主要输出途径( l a l ，2 0 0 4 b ) ，受土地 利用方式、土壤理化性状、温度、水分、施肥、耕作( r e i e o s k y ，e t a l 1 9 9 9 ；王小国等，2 0 0 7 ： 娄运生等，2 0 0 4 ；张庆忠等，2 0 0 5 ) 等多种因素影响。因此，深入了解农田生态系统中c 0 2 的排放过程、正确评估及设法减少其排放量，对于减少温室效应，改善人类生存环境，维护 生态平衡均具有重大的现实意义。 黑龙江省位于中国东北部，是农业大省。2 0 0 8 年农作物播种面积1 2 0 8 7 万h m 2 ，其中大 豆是黑龙江省播种面积最大的农作物，2 0 0 8 年播种面积达3 9 7 2 万h m 2 ( 黑龙江省统计年鉴， 2 0 0 9 ) 。目前黑龙江省农田温室气体排放研究仍很薄弱，特别是农田土壤c 0 2 排放规律缺少 系统研究。本试验以黑龙江省大豆田土壤为研究对象，通过对大_ f f m 土壤c 0 2 排放的长期连 续观测，分析黑龙江省大豆田土壤c 0 2 排放的时间变化规律；并结合环境参数的分析测试和 记录，研究环境影响因子及耕作措施对c 0 2 气体排放的影响；估算大豆生育期间c 0 2 排放总 量；建立大豆田土壤c 0 2 排放的半经验模型，以便对大豆田土壤c 0 2 排放进行估算，为黑龙 东北农业大学农学硕士学位论文 江省农田c 0 2 的排放研究提供理论参考与依据。 1 2 国内外研究进展 1 2 1 大气中温室气体含量变化 据估计，大气中的c 0 2 体积分数已经从1 7 5 0 年的2 8 0 1 0 由增长到1 9 9 9 年的3 6 7 x 1 0 西， 并且每年仍以1 5 1 0 。6 的速度增长( l a l ，2 0 0 4 a ) 。同时，大气中c h 4 体积分数从7 0 0 1 0 母 增长到1 7 4 5 1 0 一，年均增长速度为7 1 0 9 ( l a l ，2 0 0 4 a ；m o s i e r , e ta t , 1 9 9 8 ) 。大气中n 2 0 体 积分数从1 7 5 0 年的2 7 0 1 0 。9 增长到目前的3 1 4 x 1 0 母，年均增长速度约为0 8 1 0 一( l a l ， 2 0 0 4 a ) 。在过去几十年里，大气中c 0 2 、c h 4 和n 2 0 分别以年均o 5 ，0 8 和o 3 的速度 在增长( m o s i e r e t a l ，1 9 9 8 ) 。大气中不断增多的c 0 2 是导致全球变暖的主要原因( l a l ，2 0 0 4 a ； m o s i e r e t a l l 9 9 8 ：b a g g se t a l ，2 0 0 4 ) ，与c 0 2 相比，c h 4 在大气中停留时间更长，具有更强 的红外线吸收能力，其增温潜势大约是c 0 2 的2 3 倍( 胡启武等，2 0 0 5 ) 。n 2 0 的增温效应约 是c 0 2 的1 5 0 - - 一2 0 0 倍( 张振贤等，2 0 0 5 ；a l b r e c h t ，e ta l 2 0 0 3 ：d e le ta t , 2 0 0 5 ) ，具有更强的 增温潜势。并且，n 2 0 易通过光化学反应与臭氧层中的0 3 发生反应，引起臭氧层破坏，增 大了地球表面的紫外辐射，使人类的生存环境受到威胁。 1 2 2c 0 ：排放及温室效应 地球大气中温室气体的来源主要是化石燃料的燃烧、土地利用和覆盖变化( 王跃思等， 2 0 0 3 ) ；c h 4 主要来源于天然湿地、稻田、化石燃料开采和反刍动物肠胃发酵等( 王跃思等， 2 0 0 3 ；宋长春等，2 0 0 6 ) n 2 0 的排放源主要有土壤释放、生物物质燃烧和化石燃料的燃烧 等( 王跃思等，2 0 0 3 ) 。在所有排放源中，土壤是温室气体产生的重要排放源( 王跃思等， 2 0 0 3 ；宋长春等，2 0 0 6 ；李正才等，2 0 0 5 ) 。深入了解三种主要温室气体的土壤排放机制以 及影响因素，对控制土壤温室气体排放、遏制地球温室效应有重要意义( 周存字，2 0 0 6 ) 。 c 0 2 在大气圈、生物圈和海洋中的流动是全球碳循环的主要形式。而且陆地、生物圈和海洋 这些大的碳库的微小变化也可能引发对大气c 0 2 浓度的较大影响。工业革命以来