水肥管理对鄱阳湖流域稻田温室气体排放的影响
2020-10-21彭锃琳崔远来舒永红
彭锃琳,崔远来※,才 硕,刘 博,舒永红
(1. 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,武汉 430072;2. 江西省灌溉试验中心站,江西省高效节水与面源污染防治重点实验室,南昌 330201)
0 引 言
全球气候变暖已成为国内外学者研究的热点问题之一。气候变化的根本原因是大气中温室气体排放浓度的增加[1]。稻田是重要的温室气体(CH4、CO2和N2O)排放源,全球稻田CH4年排放量为31~112 Tg,占全球总排放量的 5%~19%[2],中国稻田 CH4排放量为 7.2~9.5 Tg[3]。中国水稻主产区分布在秦岭、淮河以南的亚热带地区,该区稻田面积约占全国稻作总面积的三分之一[4]。
稻田水分和施肥是影响稻田温室气体排放的2 个重要因素[5]。不同灌溉管理对稻田温室气体排放的影响显著[6-9]。灌溉模式直接影响土壤水分状况,进而影响土壤中有氧或无氧环境的形成。产甲烷菌是严格的厌氧型细菌,稻田淹水能阻碍土壤和大气之间氧气的传输,形成厌氧还原环境,为稻田 CH4的产生提供先决条件;土壤水分还能调控土壤通气状况,从而影响微生物对有机质的分解速率和 CO2的排放速率[10],同时改变土壤氧化还原状态,影响硝化作用和反硝化作用的进程和N2O 向大气排放的途径,从而影响N2O 的排放量。土壤水层深度对温室气体排放的影响存在不确定性。Sebacher 等[11]发现水深在10 cm 以内时,CH4排放量随水深而增加,但超过10 cm 时反而下降。邹建文等[12]发现淹水状态下CO2排放率随水层深度升高而降低,但水层深度与CH4排放无明显相关性。彭世彰等[13-14]的试验表明,控制灌溉水稻的CH4排放量比淹水稻田在1 a 和5 a 尺度上分别减少39%(2005 年)和83.5%(2006—2011 年)。……
