农业环境科学学报

作者：杜锟,李发东,涂纯,李兆

单位：中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室, 北京 100101,山东禹城农田生态系统国家野外科学观测研究站, 山东 禹城 251200,中国科学院大学资源与环境学院, 北京 100049,中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室, 北京 100101,山东禹城农田生态系统国家野外科学观测研究站, 山东 禹城 251200,中国科学院大学资源与环境学院, 北京 100049,中国地质科学院岩溶地质研究所岩溶生态系统与石漠化治理重点实验室, 广西 桂林 541004,中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室, 北京 100101,山东禹城农田生态系统国家野外科学观测研究站, 山东 禹城 251200

关键词：模拟增温,翻耕农田,土壤,CO2通量,CH4通量,

基金：国家自然科学基金项目（41771292，31170414）；国家自然科学基金委员会与联合国环境署合作研究项目（41761144053）

为研究增温效应下农田温室气体排放的变化和机制，选择华北平原的山东禹城农田生态系统国家野外科学观测研究站当地典型的冬小麦-夏玉米农田为研究对象，设计翻耕增温（CTW）处理和翻耕不增温（CTN）对照开展多年增温试验。2014年10月出苗期至2015年12月冬小麦越冬期持续增温，2016年初至2016年9月增温设备因故障关闭。结果显示，2014—2015年，冬小麦期土壤温度显著增加1.31℃（P0.05），而全年土壤体积含水量均值对增温无显著响应，仅越冬期土壤含水量增加明显。两年期内，增温抑制冬小麦季CO2累积排放达20.35%，以3月和5月差异表现最为明显。2014—2016年冬小麦季，CTW、CTN处理的年均CH4累积吸收量分别为1 641.2、2 185.7 g·hm-2，增温抑制冬小麦季CH4吸收，但对夏玉米季CH4通量无显著作用。冬小麦季增温降低CTW处理土壤微生物生物量碳值达26.55%，而微生物生物量氮仅个别施肥和灌溉月份对增温响应显著。两年期冬小麦和夏玉米季CTW、CTN地上生物量均值分别为12.19、16.33 mg·hm-2和16.41、21.18 mg·hm-2，表明增温降低了地上作物生物量。研究表明，长期增温显著抑制小麦季土壤CO2释放和CH4吸收，但玉米期碳排放和吸收的响应相对较弱。增温条件下，土壤水热条件和生物量依然是限制土壤碳通量的重要因素。

来源：2020年第4期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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