氣候條件和農(nóng)業(yè)管理措施變化對太湖地區(qū)水稻土有機(jī)碳的影響.pdf

1、本研究利用農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)廣泛使用的DNDC(De Nitrification-De Composition Model)模型和1:5萬土壤數(shù)據(jù)庫，以1982～2000年的氣象資料和2000年的農(nóng)業(yè)管理數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，設(shè)置了2002～2020年太湖地區(qū)水稻土未來氣候和農(nóng)業(yè)管理措施變化可能出現(xiàn)的25個(gè)情景（包含1個(gè)常規(guī)管理、11個(gè)氣象因子變化和13個(gè)農(nóng)業(yè)管理措施情景），探討這些農(nóng)業(yè)管理措施和氣象因子變化對太湖地區(qū)水稻土的“碳源/匯”效應(yīng)，旨在為太

2、湖流域乃至我國水田土壤有機(jī)碳的合理管理提供參考依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　1、2002-2020年不同氣象因子變化的模擬結(jié)果表明，二氧化碳（CO2）濃度正常增加、正常增加濃度上提高0.5倍、1.0倍和2.0倍4種情景下太湖地區(qū)水稻土分別固碳4.02Tg、4.27Tg、4.53Tg和4.95Tg；氮沉降在正常濃度和2000年基礎(chǔ)上分別減少0.5倍、增加1.0倍、增加2.0倍4種情景下太湖地區(qū)水稻土分別固碳3.44Tg、3.34Tg

3、、3.58Tg和3.84Tg；降雨在1982～2000年的基礎(chǔ)上增加20%和減少20%情景下太湖地區(qū)水稻土分別固碳2.95Tg和3.63Tg；溫度在1982～2000年基礎(chǔ)上增加2℃和4℃情景下太湖地區(qū)水稻土分別固碳2.31Tg和0.92Tg。與常規(guī)管理情景相比，CO2濃度和氮沉降的增加使太湖地區(qū)水稻土呈現(xiàn)“碳匯”效應(yīng)，而未來溫度升高則可能使“碳匯”效應(yīng)減弱，甚至呈現(xiàn)出“碳源”效應(yīng)。
　　2、2002-2020年不同農(nóng)業(yè)管理措施變

4、化的模擬結(jié)果表明，不使用氮肥、氮肥常規(guī)施用量的0.5倍時(shí)，太湖地區(qū)水稻土呈現(xiàn)“碳源”效應(yīng)，分別損失碳14.53Tg和1.45Tg；而氮肥施用達(dá)到常規(guī)施用量的1.5和2.0倍時(shí)，呈現(xiàn)―碳匯‖效應(yīng)，分別固碳4.71Tg和5.33Tg。有機(jī)肥在常規(guī)處理的基礎(chǔ)上增加2倍、3倍和4倍情景下，太湖地區(qū)水稻土分別固碳7.03Tg、11.62Tg和14.35Tg。秸稈還田率從常規(guī)處理的15%改變?yōu)?0%時(shí)，太湖地區(qū)水稻土固碳0.56Tg，有機(jī)碳年變化率

5、（dSOC）比常規(guī)處理減少了83.70%；而秸稈還田率上升到50%和90%時(shí)，太湖地區(qū)水稻土分別固碳21.54Tg和44.31Tg，dSOC分別比常規(guī)處理增加526.43%和1188.26%?？咎飶某Ｒ?guī)處理的1次改變?yōu)椴豢咎锖涂咎?次均不利于有機(jī)碳的固定，不烤田和烤田2次情景下的土壤有機(jī)碳增加總量分別為2.89Tg和2.90Tg，分別比常規(guī)處理減少15.54%和16.00%。免耕有利于有機(jī)碳的固定，太湖地區(qū)水稻土從目前常用的耕作1次變?yōu)?/p>

6、免耕，有機(jī)碳增加量將達(dá)到5.64Tg，比常規(guī)處理增加64.11%。
　　3、土壤理化性質(zhì)是影響土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性的重要因素，土壤有機(jī)碳礦化速率和累積礦化量與初始土壤有機(jī)碳含量呈顯著相關(guān)關(guān)系，一般有機(jī)碳初始值低有利于碳的積累，而有機(jī)碳初始值高有利于有機(jī)質(zhì)的分解。土壤有機(jī)碳分解速率的降低與土壤粘粒含量的增加有關(guān)，二者呈指數(shù)關(guān)系。各情景模擬下太湖地區(qū)不同土區(qū)、亞類的有機(jī)碳變化受到初始有機(jī)碳和粘粒含量等因素的影響。從各種情境下水稻土有機(jī)碳年