農(nóng)田是CO2,CH4和N2O三種溫室氣體的重要排放源,在全球范圍內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)貢獻(xiàn)了約14%的人為溫室氣體排放量,以及58%的人為非CO2排放,不合理的農(nóng)田管理措施強(qiáng)化了農(nóng)田溫室氣體排放源特征,弱化了農(nóng)田固碳作用。土壤碳庫作為地球生態(tài)系統(tǒng)中最活躍的碳庫之一,同時(shí)也是溫室氣體的重要源/匯。研究表明通過采取合理的農(nóng)田管理措施,既可起到增加土壤碳庫、減少溫室氣體排放的目的,又能提高土壤質(zhì)量。農(nóng)田土壤碳庫除受溫度、降水和植被類型的影響外,還在很大程度上受施肥量、肥料類型、秸稈還田量、耕作措施和灌溉等農(nóng)田管理措施的影響。本文通過總結(jié)保護(hù)性耕作/免耕,秸稈還田,氮肥管理,水分管理,農(nóng)學(xué)及土地利用變化等農(nóng)田管理措施,探尋增強(qiáng)農(nóng)田土壤固碳作用,減少農(nóng)田溫室氣體排放的合理途徑。農(nóng)田碳庫的穩(wěn)定/增加,對(duì)于保證全球糧食安全與緩解氣候變化趨勢(shì)具有雙重的積極意義。在我國(guó)許多有關(guān)土壤固碳與溫室氣體排放的研究尚不系統(tǒng)或僅限于短期研究,這也為正確評(píng)價(jià)各種固碳措施對(duì)溫室氣體排放的影響增加了不確定性。
人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生了大量的CO2,CH4和N2O等溫室氣體,全球范圍內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)貢獻(xiàn)了約14%的人為溫室氣體排放量,以及58%的人為非CO2排放(其中N2O占84%,CH4占47%)。在許多亞洲、拉丁美洲和非洲的發(fā)展中國(guó)家,農(nóng)業(yè)更成為溫室氣體的最大排放源,同時(shí)由于人口快速增長(zhǎng)帶來了糧食需求的大量增加,使得未來20年中農(nóng)田溫室氣體的排放量也會(huì)有所增加。大氣中溫室氣體濃度的升高可能引起的全球氣候變化已受到各國(guó)的廣泛重視。
農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中溫室氣體的產(chǎn)生是一個(gè)十分復(fù)雜的過程,土壤中的有機(jī)質(zhì)在不同的氣候、植被及管理措施條件下,可分解為無機(jī)C和N。無機(jī)C在好氧條件下多以CO2的形式釋放進(jìn)入大氣,在厭氧條件下則可生成CH4。銨態(tài)氮可在硝化細(xì)菌的作用下變成硝態(tài)氮,而硝態(tài)氮在反硝化細(xì)菌的作用下可轉(zhuǎn)化成多種狀態(tài)的氮氧化合物,N2O可在硝化/反硝化過程中產(chǎn)生。在氣候、植被及農(nóng)田管理措施等各因子的微小變化,都會(huì)改變CO2,CH4和N2O的產(chǎn)生及排放。
而通過增加農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的碳庫儲(chǔ)量被視為一種非常有效的溫室氣體
減排措施。農(nóng)田土壤碳庫除受溫度、降水和植被類型的影響外,還在很大程度上受施肥量、肥料類型、秸稈還田量、耕作措施和灌溉等農(nóng)田管理措施的影響。通過增施有機(jī)肥、采用免耕/保護(hù)性耕作、增加秸稈還田量等措施,可以減少農(nóng)田土壤CO2凈排放量,同時(shí)起到穩(wěn)定/增加土壤有機(jī)碳含量作用。農(nóng)田碳庫的穩(wěn)定/增加,對(duì)于保證全球糧食安全與緩解氣候變化趨勢(shì)具有雙重的積極意義。中國(guó)農(nóng)田管理措施對(duì)土壤固碳的研究主要集中在土壤碳的固定、累積與周轉(zhuǎn)及其對(duì)氣候變化的反饋機(jī)制,正確評(píng)估農(nóng)田土壤碳固定在溫室氣體減排中的作用,加強(qiáng)農(nóng)田
碳匯研究具有重要意義。