中国农田管理土壤碳汇估算

摘要

[目的]长期大规模翻耕和秸秆燃烧造成土壤有机质(SOM)大量损失,使农田成为温室气体的一个排放源.然而,近年来,随着免耕技术的逐步推广、秸秆还田面积的增加,加上施肥、灌溉等农田管理措施的应用,农田土壤有机碳(SOC)储量有所回升,预计其将成为温室气体的吸收汇.本文通过分析各种农田管理措施下土壤有机碳(SOC)的变化量,估算中国农田管理土壤碳汇量,为制定中国农田温室气体清单提供科学参考.[方法]通过查阅相关文献著作等,构建农田管理情景,分析各管理措施长期定位试验土壤有机碳变化量的数据.根据中国农作制的分区,估算各区域及水田、旱地农田管理下的碳汇量,并与政府间气候变化专门委员会(IPCC)制定的2006IPCC国家温室气体排放清单指南中农田仍为农田的层次(Tier)2方法的估算结果进行比较.最后用Meta分析法估算中国农田管理土壤碳汇量.[结果]不同农田管理措施对土壤碳的影响不同.各种措施表现为化肥与有机肥配施的增碳作用最大,达到0.889 tC·ha-1·a-1;其次为秸秆还田、施有机肥和免耕,分别为0.597、0.545、0.514 tC·ha-1·a-1;施化肥的作用最不明显,仅为0.129 tC·ha-1·a-1.这一结果明显高于IPCC Tier2方法估算的结果.研究还揭示,不同管理措施在不同区域对土壤有机碳变化的影响存在一定的差异,黄淮海区、长江上中游区和西南区增加量较大,东北区增加量较小,在施化肥条件下东北黑土SOC甚至有降低的趋势.土壤有机碳的年增长率和初始值之间呈很好的负相关,由此可得出不同管理措施下农田土壤有机碳的平衡值及固碳潜力.[结论]农田管理措施中,配施、秸秆还田、施有机肥和免耕可以在很大程度上提高土壤SOC含量.其中,配施和秸秆还田的固碳潜力较大.