農(nóng)田管理對土壤碳儲量的影響及模擬研究.pdf

1、土壤碳庫是全球碳循環(huán)的重要組成部分，在全球碳收支中占主導地位。農(nóng)田土壤長期受到人類干預，與自然土壤相比，其與大氣之間的碳交換強度很大，如大規(guī)模翻耕造成了土壤有機碳(SOC)大量損失，增加了釋放到大氣中的二氧化碳(CO2)量。然而，近年來，隨著免耕技術(shù)的逐步推廣、秸稈還田面積的增加，以及施肥、灌溉等農(nóng)田管理措施的廣泛應用，農(nóng)田土壤有機碳儲量有所回升。本文通過收集大量長期定位試驗數(shù)據(jù)和DNDC模型模擬兩種方法，分析和估算各種農(nóng)田管理措施對土

2、壤有機碳儲量的影響，并得出以下結(jié)論： 1.施有機肥、配施、秸稈還田和免耕四種農(nóng)田管理措施中，分別有98％、97％、95％、92％。試驗表明：土壤有機碳不斷增加，免耕的年增長率主要在0～8％，其它措施主要維持在0～4％之間。施化肥僅有74％的試驗中土壤有機碳增加且增加量較低。利用Meta方法分析了五種管理措施的農(nóng)田土壤有機碳增加量分別為0.832tC·ha-1.a-1(0.707～0.957tC·ha-1·a-1)(配施)、0.7

3、28tC·ha-1·a-1(0.493～0.963tC·ha-1·a-1)(免耕)、0.613tC·ha-1·a-1(0.517～0.708tC·ha-1·a-1)(施有機肥)、0.542tC·ha-1·a-1(0.468～0.617tC·ha-1·a-1)(秸稈還田)、0.155tC·ha-1·a-1(0.127～0.183tC·ha-1·a-1)(施化肥)。 2.黃淮海區(qū)在配施作用下SOC含量增加最大，為1.20tC·ha-

4、1·a-1；長江上中游區(qū)對施化肥和免耕措施的響應最大，SOC分別以0.23tC·ha-1·a-1和3.26tC·ha-1·a-1的速率增加；西南區(qū)則在施有機肥和秸稈還田兩種管理措施下SOC增加最快，分別增加1.39tC·ha-1·a-1和0.89tC·ha-1·a-1。在東北區(qū)，各種管理措施對土壤有機碳的影響均不明顯，施有機肥、配施、秸稈還田和免耕使SOC有少量的增加，而長期施化肥反而下降，增加量為-0.06tC·ha-1·a-1。從全

5、國來看，農(nóng)田土壤有機碳的增長率與IPCC農(nóng)田管理因子有很強的一致性。 3.秸稈還田、免耕和施有機肥條件下水田土壤有機碳的年增加量明顯高于旱地，而施化肥和化肥有機肥配施作用下則相反，但差別不大。土壤類型也影響碳的吸收和轉(zhuǎn)化。施化肥、施有機肥、配施和秸稈還田四種管理措施下，紅壤、水稻土和潮土有機碳增加的較快，而黑土、棕壤和灌漠土三種土壤類型土壤有機碳的年增加量值相對較低。 4.合理的農(nóng)田管理措施能使土壤碳儲量增加，增加趨勢呈

6、現(xiàn)出一定的規(guī)律。將長期定位試驗按試驗時間長短分為3～5年、6～10年、11～15年、16～20年以及20年以上五組，各時段土壤有機碳的年增加量的平均值隨試驗年限的增加呈下降趨勢。土壤有機碳的變化量與試驗站點初始值呈負相關(guān)關(guān)系，除免耕外，均達到了極顯著水平。五種管理措施中免耕、配施和秸稈還田的固碳潛力較大。 5.DNDC模擬結(jié)果表明：配施和施有機肥的固碳效果最明顯，20年平均固碳量均為1.78tC·ha-1·a-1。其次是免耕，為