华南丘陵区农林复合生态系统早稻田CH4和N2O排放通量的时间变异..docVIP

华南丘陵区农林复合生态系统早稻田 CH4和N2O排放通量的时间变异 刘 惠1, 2，赵 平1*，林永标1，饶兴权1，王跃思3 1. 中国科学华南植物园，广东 广州 510650；2. 中国科学院研究生院，北京 100039；3. 中国科学院大气物理研究所，北京 100029 摘要：采用静态箱-气相色谱法对典型华南农林复合生态系统早稻田CH4和N2O排放进行田间原位测定，探讨早稻田两种温室气体的排放规律。结果表明，有植株参与稻田在水稻生长季节中CH4排放昼夜变化表现为双峰模态，收割后为三峰模态，CH4排放昼夜变化幅度比无植株参与稻田大。在测定期内有植株参与稻田CH4昼夜平均排放通量大小依次为：成熟期（1.96±0.33）孕穗期（0.13±0.01）收割后（-0.01±0.02）（mg·m-2·h-1）。有植株参与稻田在孕穗期CH4昼夜平均排放通量显著高于无植株参与稻田(P0.01)。在测定期内有、无植株参与稻田CH4平均排放通量分别为0.85±0.28、0.14±0.09 mg·m-2·h-1。有、无植株参与稻田N2O昼夜平均排放通量没有显著差异。在测定期内有、无植株参与稻田N2O平均排放通量分别为118.07±50.97、15.65±21.56 ?g·m-2·h-1。CH4和N2O的排放无论是昼夜变化还是季节变化都与温度没有明显相关关系，其排放受稻田水分和养分状况的影响。水稻作物对CH4排放影响较大，对N2O排放影响不明显。 关键词：农林复合生态系统；稻田；CH4；N2O 中图分类号：X144 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2006）01-0058-07大气中温室气体浓度的增加是导致全球变暖的主要因素，CH4和N2O是大气中除CO2以外2种重要的温室气体。CH4对全球气候变化的贡献仅次于CO2，它的增温潜势为CO2的23倍[1]。在过去的200 a中，大气中CH4的浓度已成倍的增加。稻田耕作被认为是主要的CH4人为释放源[2]。来源于稻田的CH4占大气CH4总来源的8%~13%左右[3]。与稻田耕作有关的另一种温室气体是N2O, 尽管稻田耕作由于在厌氧条件下N2O被进一步还原成N2而不被认为是重要的N2O源，但研究表明厌氧－有氧循环促进了N2O的形成[4]。。。?54?，北纬22?41?。距广州市以南80 km。试验站所在地属南亚热带粤中丘陵地区。丘陵地的土壤为赤红壤（砖红壤性红壤）。属南亚热带季风常绿阔叶林气候。年均温21.7 ℃，7月均温28.7 ℃，极端最高温37.5 ℃，1月均温13.1 ℃，极端最低温0 ℃。年平均太阳辐射为435.1 kJ·cm-2。年平均≥10 ℃的有效积温为7597.2 ℃。年均降雨量1700 mm。4—9月为雨季。年蒸发量1600 mm。 1.2 试验设计 试验于2003年在站区内农林复合生态系统稻田中进行。供试水稻为当地常规稻种包华。早稻于2003-04-05移栽，2003-07-17收割。为比较有、无水稻植株参与下的稻田CH4和N2O的排放，试验区划为3个小区，每区大小为8 m×6 m。一个小区无早稻植株，另两个小区正常种植早稻：其中一块当季进行有水稻植株参与下观测，另一块不做观测，以备下一季作为无植物处理。所有地块的耕作、留茬及其他田间管理措施均完全相同。每小区各设置3个重复采样箱，采样箱面积50 cm×50 cm, 高度设计为50 cm和100 cm 2种规格，于水稻栽插前埋设采样箱底座,底座四壁用不锈钢制成，埋入土中5 cm, 以阻止微区外的水稻根系进入采样箱内。按当地常规施肥，水稻移栽之前2003-04-03施碳铵和复合肥(N∶P2O5∶K2O=8∶8∶9)各为750 kg/hm2，移栽后2003-04-26施尿素150 kg／hm2，2003-05-16施尿素150 kg/hm2。按当地常规田间水分管理方式，前期淹水，分蘖后烤田，2003-05-04－2003-05-15为烤田期, 孕穗前回水后干湿交替，收获前1周排水。 1.3 采样及分析方法 －◆－土温 －■－地温 －▲－气温 图1 稻田温度的日变化 Fig. 1 Diurnal variation of temperature in paddy field 本实验采样时间选择在上午9点到11点，每月选择晴天进行24 h的日变化观察，白天每2 h观察1次，晚上每3 h观察1次。实验测定方法见文献[10]。温室气体通量利用静态箱式方法测定，采样箱用不锈钢制成，箱体外包1层优质棉保温被，目的在于防止在太阳辐射下采样箱壁温度升高，影响观测结果。观测时将采样箱放入已插入土壤5 cm深处的不锈钢底座外缘四周的凹槽中(内径2 cm)，并用蒸馏水密封，采气时