發(fā)布時(shí)間：2020-05-31 23:50

【摘要】：我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),秸稈資源豐富。作為一項(xiàng)資源循環(huán)利用、節(jié)本增效的農(nóng)田管理措施,還田后的秸稈腐解進(jìn)入土壤碳庫(kù),可以提高土壤有機(jī)碳含量,但同時(shí)也會(huì)引起N_2O、CH_4等溫室氣體排放量的增加。探索秸稈還田與土壤有機(jī)碳、農(nóng)業(yè)溫室氣體排放的輸入響應(yīng)關(guān)系,探討通過優(yōu)化還田模式提升土壤碳固持的正效應(yīng),控制溫室氣體增排負(fù)效應(yīng)的可行性,對(duì)優(yōu)化農(nóng)田生態(tài)環(huán)境效益,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)低碳、綠色發(fā)展具有重要意義。本文以南方農(nóng)業(yè)區(qū)秸稈還田對(duì)土壤有機(jī)碳、農(nóng)業(yè)溫室氣體排放的影響機(jī)制為研究對(duì)象,采用Meta分析方法定量評(píng)估秸稈還田對(duì)土壤有機(jī)碳以及溫室氣體排放的影響,在DAYCENT模型支持下模擬不同秸稈還田模式下土壤有機(jī)碳和溫室氣體排放的特征,以此優(yōu)化秸稈還田配套農(nóng)田管理措施。主要研究結(jié)論如下。Meta分析表明:(1)秸稈還田顯著提高SOC含量,其固碳效應(yīng)受化學(xué)氮肥施用和還田年限的影響,增加施氮量和延長(zhǎng)還田年限更利于SOC的累積。(2)秸稈還田對(duì)CH_4排放的影響主要受限于水分管理方式的選擇,間歇灌溉下還田對(duì)CH_4增排效應(yīng)最小。(3)總體上秸稈還田對(duì)N_2O排放無顯著影響,持續(xù)淹水以及降低化學(xué)氮肥用量可顯著降低秸稈還田下N_2O排放。不同還田模式模擬結(jié)果顯示:(1)秸稈還田較不還田處理SOC含量顯著提高了5.6%~10.58%。秸稈半量還田可基本維持SOC現(xiàn)有水平,配合減氮和持續(xù)淹水的還田模式有利于土壤有機(jī)碳累積。(2)不同模式下秸稈還田增加8.90%~26.24%的CH_4排放,還田配合間歇灌溉和減少施氮的模式對(duì)CH_4增排貢獻(xiàn)最小。(3)不同還田模式下N_2O增排13.09%~39.34%,其中還田配合常規(guī)施肥和持續(xù)淹水的模式可最大程度抵消還田對(duì)N_2O的增排。(4)僅就秸稈還田對(duì)農(nóng)業(yè)溫室氣體排放效應(yīng)而言,半量還田配合常規(guī)施氮和間歇灌溉模式的固碳減排效應(yīng)最佳。
【圖文】：

廣西壯族自治區(qū)、云南、海南等 15 個(gè)省、市、自治區(qū)（圖2-1）。區(qū)域內(nèi)有耕地面積 53995.5 千公頃，約占全國(guó)的 40.02%，是重要的農(nóng)耕區(qū)之一。2016 年區(qū)域內(nèi)糧食產(chǎn)量為 58789.1 萬噸，占全國(guó)總產(chǎn)量的 42.98%，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值為 59287.8 億元，占全國(guó)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的 53.89%（國(guó)家統(tǒng)計(jì)局農(nóng)村社會(huì)經(jīng)濟(jì)調(diào)查司，2017），生產(chǎn)水平較高，是我國(guó)主要的商品糧生產(chǎn)基地。區(qū)域內(nèi)種植制度多為一年兩熟，主要包括小麥-水稻、早晚稻連作、水稻-油菜

AYCENT 模型（圖 2-2）是 CENTURY 模型以日為時(shí)間步長(zhǎng)的版本，可以農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中土壤-植物間的 C、N、P、S 循環(huán)過程。模型大體分為作物理、土壤、水分和溫度三個(gè)模塊。作物生長(zhǎng)和管理子模塊通過核算土壤溫度量和可獲得養(yǎng)分模擬作物最大潛在生長(zhǎng)量和作物生物量在不同部分的分配時(shí)可以模擬例如耕作、灌溉、施肥、有機(jī)物施用等增加水分和養(yǎng)分的人為對(duì)作物生長(zhǎng)的影響。土壤模塊主要包括土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化和養(yǎng)分循環(huán)，土質(zhì)礦化主要由土壤有機(jī)質(zhì)庫(kù)的分解周轉(zhuǎn)造成，而土壤有機(jī)質(zhì)的分解引起土質(zhì)的釋放，過程受土壤溫度、水分、土壤質(zhì)地和管理措施等因子的調(diào)控。植物冠層，凋落物和土壤條件來模擬土壤水分含量和溫度，其中土壤水分雨總量，地上生物量和凋落物質(zhì)量的函數(shù)，土壤溫度計(jì)算了土層的熱擴(kuò)散日最大/最小溫度，，土壤溫度受土壤濕度、土壤質(zhì)地、最高/最低氣溫、地上凋落物質(zhì)量的影響。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X71

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本文編號(hào)：2690645