施氮对几种旱地土壤呼吸和红壤性稻田碳排放的影响

大气CO2和CH4等温室气体浓度升高，使得陆地生态系统碳循环倍受人们的关注，陆地生态系统碳循环也因此成为当前国际合作研究的热点问题。中国是一个农业大国，有约1.33百万平方公里的农田。这些农田土壤的种植、翻耕、施肥、灌溉等管理措施不仅改变着农田生态系统中的化学元素循环，且给全球气候变化带来影响。研究影响CO2排放的各种因素，对正确评估农田生态系统CO2源和汇的作用及其在全球气候变化中所扮演的角色具有重要的意义。本试验利用静态箱法对氮肥施用下三峡库区秭归县几种旱地土壤呼吸及湖北省咸宁市红壤性稻田碳排放进行了研究。主要结论有： 1．土壤呼吸速率有明显的季节变化，其变化趋势基本与大气温度和土壤温度的变化趋势相同。且农田土壤呼吸速率与气温、土温（5cm、10cm）呈显著指数相关。其温度敏感性指标Q10值为：1.88～2.92。土壤呼吸速率与土壤含水量之间相关性不显著。土壤呼吸年累积碳排放量与施氮总量呈线性相关，随施氮总量的增加排放量增加。 2．土壤呼吸年累积释放量，既受土壤有机质含量的影响又受地表植被和耕作管理的影响，不同农田生态系统表现出不同的土壤呼吸年累积释放量，其变化范围为573～828gC·m-2a-1。以氮肥施用量较高，且有机质含量高的果园为最高。 3．水稻生育期内，咸宁稻田土壤．作物系统、作物行间土壤和无作物土壤的呼吸速率受温度及作物生长状况影响，均呈现先升高后降低的变化趋势，且无作物土壤呼吸速率处于较低的水平。 4．氮肥的施用增加了水稻的净初级生产量（NPP）以及稻田生态系统的净生产量（NEP），减少了稻田生态系统的碳排放。其中每公顷施氮240kg处理的稻田生态系统的NPP、NEP最高，分别为565.4gC·m-2a-1、420.6gC·m-2a-1；不施氮肥处理稻田生态系统的NPP和NEP最小，分别为291.4gC·m-2a-1和170.3gC·m-2a-1。 5．从氮肥利用率和减少稻田碳排放两方面来考虑，咸宁地区氮肥用量以维持在120kg／ha为最佳。