我国南方稻田秸秆还田方式的固碳减排效应及推广政策建议

摘要

农作物秸秆是一种多用途和可再生的生物资源。20世纪80年代以来，我国农业生产快速发展，作物秸秆的产量越来越大，作物秸秆出现区域性、结构性和季节性的过剩。而且秸秆直接作为生活燃料和饲料的比例大幅度减少，广大农民为赶农时，抢播种，总有大量的小麦、玉米、水稻等秸秆在田间被直接焚烧，屡禁不止。秸秆田间焚烧不仅浪费宝贵的资源，而且污染大气环境，威胁交通运输安全，影响城乡居民生活。我国农业可持续发展中面临的紧迫问题是如何合理有效地处理农作物秸秆。
　　本研究以我国南方地区为研究对象，采用Meta分析法，从宏观区域角度定量分析不同秸秆还田方式对我国南方稻田土壤固碳增量和温室气体排放量的影响，以明确该区域不同秸秆还田方式的净减排潜力;通过问卷调查和农户访谈，从微观角度研究农户秸秆还田行为，以明确农户秸秆还田行为及影响农户秸秆还田行为决策的主要影响因素。通过宏观区域研究和微观农户行为的研究相结合，明确净减排条件下我国南方稻田适宜的秸秆还田方式，并据此提出相应的政策建议。
　　本研究通过区域整合分析和实证研究，得出如下结论:
　　1.翻耕秸秆还田(CTS)、免耕秸秆还田(NTS)和旋耕秸秆还田(RTS)均能在很大程度上提高我国南方稻田表土有机碳含量，这三种秸秆还田方式的表土有机碳相对年变化量(RM)分别达到0.42、0.37和0.64 g·kg-1·a-1;两熟制、三熟制在不同的秸秆还田方式下的RM均值为0.40和0.61 g·kg-1·a-1，且三熟制稻田在同一秸秆还田方式下RM均比两熟制大;表土固碳持续时间在CTS、NTS和RTS下分别为27年、44年和30年，且在整个固碳周期内所能增加的有机碳量分别为15.8％、23.3％和27.3％。旋耕秸秆还田相较于其他两种秸秆还田方式能最大限度地提高土壤有机碳含量，故在我国南方稻田地区为了提高土壤的固碳能力应推广旋耕秸秆还田方式。
　　2.翻耕秸秆还田(CTS)、免耕秸秆还田(NTS)和旋耕秸秆还田(RTS)均能提高南方稻田温室气体排放，其CH4季节累计排放量分别为326.84、265.69和313.78kg·hm-2，N2O季节累计排放量分别为1.55、1.40和1.73 kg·hm-2;同一秸秆还田方式下，三熟制稻田的温室气体季节累计排放量都高于两熟制;还田秸秆种类影响稻田温室气体的排放，且稻季麦秸秆还田在不同还田方式下的CH4季节累计排放量均高于麦季稻秸秆还田，而N2O季节累计排放量的情形恰好相反;旋耕秸秆还田对土壤固碳减缓全球变暖效益的抵消作用最大，而免耕秸秆还田最小。
　　3.农户秸秆田间焚烧的意愿受到农户对秸秆还田概念的认知、农户对秸秆还田好处的了解、农户的受教育程度、农户对秸秆田间焚烧危害的了解以及禁烧政策的执行力度等五个因素的显著影响。此外，农户免耕秸秆还田技术的采纳受到农户对免耕秸秆还田的认知以及农户拥有最大一块土地的面积这两个因素的显著影响。
　　因此，本研究认为，我国南方地区应推广适宜的免耕秸秆还田方式。政府应增加对免耕秸秆还田技术的宣传，加大对农户秸秆还田的补贴力度，提高农户秸秆还田的经济收益，并积极组织农业技术人员研究秸秆还田技术，突破秸秆还田影响出苗率、导致病虫害等问题。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究意义与课题来源

1．1．1 研究意义

1．1．2 课题来源

1．2 概念界定

1．2．1 秸秆还田

1．2．2 秸秆还田的方式及分类

1．3 秸秆还田对农田土壤碳库及温室气体排放影响国内外研究进展

1．3．1 秸秆还田对农田土壤固碳的影响

1．3．2 秸秆还田对农田温室气体排放的影响

1．3．3 Meta分析在区域农田土壤固碳减排方面的应用

1．3．4 农户秸秆还田行为决策影响因素研究

1．3．5 国内外研究进展简要评述

1．4 研究目标与研究内容

1．4．1 研究目标

1．4．2 研究内容

1．5 研究方法与技术路线

1．5．1 研究方法

1．5．2 技术路线

第二章 秸秆还田下我国南方稻田表土固碳潜力研究

2．1 研究区域概况

2．2 数据来源与分析方法

2．2．1 数据来源

2．2．2 数据分析方法

2．3 结果与分析

2．3．1 不同秸秆还田方式下稻田表土有机碳含量的相对年变化量

2．3．2 不同熟制下稻田表土有机碳含量的相对年变化量

2．3．3 不同秸秆还田方式对南方稻田表土固碳持续时间的影响

2．4 本章讨论与小结

第三章 秸秆还田下我国南方稻田净减排潜力估算

3．1 研究区域概况

3．2 数据来源与分析方法

3．2．1 数据来源

3．2．2 数据分析方法

3．3 结果与分析

3．3．1 不同秸秆还田方式下南方稻田CH4和N2O的季节累计排放量

3．3．2 不同耕作制度下秸秆还田对稻田CH4和N2O季节累计排放量的影响

3．3．3 不同秸秆还田方式对南方稻田土壤碳固定和净减排潜力的影响

3．4 本章讨论与小结

第四章 农户采纳免耕秸秆还田的影响因素分析——基于江苏省360户农户的调查

4．1 数据来源与研究方法

4．1．1 数据来源

4．1．2 研究方法

4．2 结果与分析

4．2．1 农户秸秆还田应用行为特征

4．2．2 农户秸秆田间焚烧的影响因素分析

4．2．3 农户采纳免耕秸秆还田的影响因素分析

4．3 影响农户秸秆还田行为决策的因素

4．3．1 农民认知因素

4．3．2 成本因素

4．3．3 劳动力、耕地数量及兼业程度因素

4．3．4 作物因素

第五章 结论与政策建议

5．1 研究结论

5．2 政策建议

5．2．1 加大宣传力度，提高农户认识

5．2．2 加大行政推动力度

5．2．3 加大政府扶持力度

5．2．4 加大技术指导和培训力度

5．3 可能的创新与不足

5．3．1 可能的创新

5．3．2 不足之处

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文

附录