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

1、本研究利用農田生態(tài)系統(tǒng)廣泛使用的DNDC(De Nitrification-De Composition Model)模型和1:5萬土壤數據庫，以1982～2000年的氣象資料和2000年的農業(yè)管理數據為基礎，設置了2002～2020年太湖地區(qū)水稻土未來氣候和農業(yè)管理措施變化可能出現的25個情景（包含1個常規(guī)管理、11個氣象因子變化和13個農業(yè)管理措施情景），探討這些農業(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，旨在為太

2、湖流域乃至我國水田土壤有機碳的合理管理提供參考依據。主要研究結果如下：
　　1、2002-2020年不同氣象因子變化的模擬結果表明，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“碳匯”效應，而未來溫度升高則可能使“碳匯”效應減弱，甚至呈現出“碳源”效應。
　　2、2002-2020年不同農業(yè)管理措施變

4、化的模擬結果表明，不使用氮肥、氮肥常規(guī)施用量的0.5倍時，太湖地區(qū)水稻土呈現“碳源”效應，分別損失碳14.53Tg和1.45Tg；而氮肥施用達到常規(guī)施用量的1.5和2.0倍時，呈現―碳匯‖效應，分別固碳4.71Tg和5.33Tg。有機肥在常規(guī)處理的基礎上增加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，太湖地區(qū)水稻土固碳0.56Tg，有機碳年變化率

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，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?次均不利于有機碳的固定，不烤田和烤田2次情景下的土壤有機碳增加總量分別為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，有機碳增加量將達到5.64Tg，比常規(guī)處理增加64.11%。
　　3、土壤理化性質是影響土壤有機碳穩(wěn)定性的重要因素，土壤有機碳礦化速率和累積礦化量與初始土壤有機碳含量呈顯著相關關系，一般有機碳初始值低有利于碳的積累，而有機碳初始值高有利于有機質的分解。土壤有機碳分解速率的降低與土壤粘粒含量的增加有關，二者呈指數關系。各情景模擬下太湖地區(qū)不同土區(qū)、亞類的有機碳變化受到初始有機碳和粘粒含量等因素的影響。從各種情境下水稻土有機碳年