单位:1. 贵州师范大学喀斯特研究院;2. 国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心;3. 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室
摘 要
结果表明:保耕措施中秸秆还田能促进土壤呼吸,如果将秸秆制成生物炭则对CO 2 排放影响很小,免耕能减少土壤呼吸;水稻田秸秆还田促进了CH 4 的排放,提高程度从10%~400%,并随着还田量和年限增加而增加,大部分研究也表明水稻田采用免耕降低了CH 4 排放;秸秆还田和免耕对土壤N 2 O 排放具有复杂影响,与还田的秸秆量及其碳氮比、还田方式、气候条件和土壤环境等有关;秸秆还田提高了土壤有机碳含量,而免耕更多是改变了有机碳分布,使更多有机碳聚集于土壤表层;分析评价全球增温潜势时,如果考虑固碳作用,保耕措施将能减少GHG 排放甚至使农田转变成碳汇。因此,保耕对全球增温潜势的影响评估应该考虑土壤固碳作用,推广保耕整套技术体系应因地制宜,同时与其他推荐措施相结合,从而实现生态效益和经济效益的双赢。
研究展望:
尽管我国保耕得到很大推广,但是2017 年保耕面积仍然只占农作物总播种面积的4.5%。很多研究证明保耕可以提高土壤养分、有机质和作物产量。结合国家层面进一步推广保耕,需要深入系统了解全国不同区域保耕对土壤GWP 的影响,为科学全面地评价保耕技术的生态效益提供参考。
(2)减少评估参数的不确定性。保耕体系中关键技术对土壤GHG 排放和SCS 产生的影响复杂。不同区域的保耕措施对土壤GWP 影响具有明显的区域特征,需要在全国不同农业试验站点进行联 研究,建立相应的保耕措施对GHG 影响评估的参数和方法。由于试验田研究结果与农户实际大田种植的结果可能存在差异,因此应该考虑保耕在大田推广时的实际影响。
(3)评估保耕对土壤GWP 的影响需要科学考虑SCS。土壤呼吸和固碳作用都是土壤碳循环的表现,评估时需要界定边界以避免少算或重复计算。在短期评估时(如1~2 a 内),要同时考虑CO 2 的排放和吸收。在长期评估时(如>5 a),要重点考虑SCS 作用。
(4)开展全过程评估:保耕对GHG 的影响只是整个农业生产对大气GHG 影响的重要一环。在农业生产中,各种机械使用消耗能源也会排放GHG,因此,研究保耕对GHG 的影响应考虑与农业生产(包括保耕)相关的各种GHG 排放源。作物碳足迹是计算作物整个生命周期的GHG 动态变化,因此可以将作物碳足迹评估引进到保耕体系对GHG 排放影响的评估过程。
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