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《稻田甲烷排放的研究進(jìn)展》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、ｓｕｎｓｈｉｎｅ稻田甲烷排放的研究進(jìn)展王玲，魏朝富，謝德體西南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶北碚400716摘要：稻田是甲烷的重要排放源之一。文章對(duì)稻田甲烷的最新研究進(jìn)展作了較為詳盡的綜述，包括稻田甲烷排放的機(jī)理、規(guī)律；重點(diǎn)分析了影響稻田甲烷排放的因素以及控制稻田甲烷排放的措施。最后指出了今后的研究重點(diǎn)應(yīng)以現(xiàn)有的田間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立稻田溫室氣體排放的綜合模型，預(yù)測(cè)稻田溫室氣體排放變化。關(guān)鍵詞：稻田；甲烷；排放通量；影響因素；控制措施中圖分類(lèi)號(hào)：X144文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1008-181X（2002）02-0158-05ｓｕｎｓｈｉｎｅｓｕ
2、ｎｓｈｉｎｅ稻田是甲烷的重要排放源之一。1981年Cicerone等首次報(bào)道了稻田甲烷排放速度的直接測(cè)定結(jié)果。隨后，科學(xué)家們分別在意大利、德國(guó)、美國(guó)、日本、泰國(guó)等對(duì)稻田甲烷排放的觀測(cè)方法、影響因子和全球排放總量進(jìn)行了大量的研究工作，得出了一些重要結(jié)論。如1992年Watson估算稻田甲烷排放量占甲烷排放總量的4%~35%；IPCC1992年估算全球稻田排放總量為60Tg，占全球排放總量的12%。估算差異之大主要是全球稻田甲烷測(cè)定點(diǎn)不多，測(cè)定時(shí)間連續(xù)性不夠，對(duì)不同氣候、不同土壤和不同利用方式下稻田甲烷排放機(jī)理和影響因素的研究不夠深入而致。中國(guó)
3、水稻面積3300余萬(wàn)hm2，約占世界稻作面積的22%。自1987年我國(guó)正式開(kāi)始稻田甲烷排放實(shí)地測(cè)定，陸續(xù)在我國(guó)五大稻作產(chǎn)區(qū)作了稻田甲烷排放量的野外觀測(cè)，對(duì)控制稻田、甲烷排放的因子、甲烷在土壤中產(chǎn)生轉(zhuǎn)化的機(jī)理、減排方法以及模式進(jìn)行了研究[1,2]。最新的研究報(bào)道更明確了稻田甲烷的排放規(guī)律，影響稻田甲烷的排放量因素以及甲烷排放量與農(nóng)業(yè)措施的相互關(guān)系。本文綜述了稻田排放甲烷研究的最新進(jìn)展與成果。1稻田甲烷排放的機(jī)理稻田土壤甲烷的排放是稻田土壤中甲烷的產(chǎn)生、氧化以及向大氣傳輸這3個(gè)過(guò)程的綜合結(jié)果。甲烷的形成是產(chǎn)甲烷菌利用土壤中碳水化合物代謝過(guò)程中的
4、產(chǎn)物產(chǎn)生的[3]。它發(fā)生于稻田土壤耕作層的還原層（2~20cm）。甲烷相當(dāng)一部分在穿過(guò)氧化區(qū)時(shí)被氧化了，主要發(fā)生在根土界面和土水界面這兩個(gè)氧氣較富集的區(qū)域，大約只有15%~30%的甲烷通過(guò)3種途徑排放如入大氣中[4]。（1）大部分被植株根系等吸收，隨著養(yǎng)分的輸送再經(jīng)作物的通氣組織排放到大氣中；（2）形成含甲烷的氣泡，氣泡上升到水面炸裂而噴射到大氣中；（3）少量甲烷是由于濃度梯度的形成而沿土壤-水和水-氣界面而擴(kuò)散排出。3種輸出的途徑以第1種為主，其相對(duì)重要性因條件的不同而有所差別。2稻田甲烷排放的規(guī)律2.1甲烷排放的日變化規(guī)律甲烷排放通量日
5、變化隨環(huán)境條件而改變。有時(shí)遇連續(xù)下雨或陰雨天氣甚至出現(xiàn)排放率極小且無(wú)規(guī)律的情況。主要有3種日變化型式[5]，第一種是午后13：00出現(xiàn)最大值，這種變化在我國(guó)多數(shù)地區(qū)和國(guó)外觀測(cè)都出現(xiàn)。第二種日變化型式是全天保持高排放率，中午12：00出現(xiàn)最大值。這種情況出現(xiàn)在稻田甲烷排放高峰期，晝夜溫差小的較高溫天氣。第三種型式是夜間22：00排放量開(kāi)始升高，午夜達(dá)到最大值，且常維持4~5h。這種情況在杭州和湖南的觀測(cè)中也時(shí)常出現(xiàn)，原因可能與晝夜氣候和水稻品種特性有關(guān)。在我國(guó)五大典型水稻地區(qū)的觀測(cè)結(jié)果[6]顯示出中國(guó)稻田甲烷排放的日變化一般存在4種模式即下午
6、單峰，夜間單峰，下午和夜間雙峰，無(wú)規(guī)則變化。光強(qiáng)的變化（光合作用）不影響甲烷的排放速度[7]。氣溫或土壤溫度是影響甲烷排放日變化的一個(gè)主要因子[8]。氣溫通過(guò)影響水稻植株的某些生長(zhǎng)代謝過(guò)程，間接影響水稻植株對(duì)甲烷的輸送和排放[7]。稻田甲烷排放的日變化與土壤灌溉水溫及土壤表層（小于2cm）溫度之間的相關(guān)性最好，隨著土壤深度的加深，土壤溫度與甲烷排放通量的相關(guān)性越來(lái)越差[9~11]。高的甲烷產(chǎn)生和排放還與水稻生長(zhǎng)較好和輻射較強(qiáng)相關(guān)聯(lián)[12,13]。2.2甲烷排放的季節(jié)變化規(guī)律ｓｕｎｓｈｉｎｅｓｕｎｓｈｉｎｅ稻田甲烷排放的季節(jié)變化是氣候、水分管
7、理、施肥、土壤和水稻的生長(zhǎng)等因子共同作用的結(jié)果。在北京和南京觀測(cè)到的甲烷排放分別在水稻的分蘗期和孕穗期出現(xiàn)峰值，并且在整個(gè)水稻生長(zhǎng)期甲烷排放量的65%~70%集中在分蘗期和孕穗期[14]。早稻從回青時(shí)開(kāi)始排放甲烷，分蘗后達(dá)到最高峰值，幼穗期開(kāi)始，甲烷排放率急劇下降趨于零。晚稻同樣在回青期就有甲烷排放，分蘗中期達(dá)到最高峰，隨后起伏變化，幼穗分化期15d出現(xiàn)第二個(gè)峰值。幼穗分化后期隨著排水曬田管理，甲烷排放率趨于零[5]。間歇灌溉顯著影響稻田甲烷排放的季節(jié)規(guī)律[15]。各種施肥處理甲烷排放通量的峰值均出現(xiàn)在水稻分蘗末期。由于這一時(shí)期，水稻生長(zhǎng)旺
8、盛，微生物活動(dòng)活躍，水稻根系老化死亡，根系分泌物及所施的有機(jī)肥都為甲烷菌的活動(dòng)提供了碳源，加之適宜的溫度和淹水厭氧條件，是造成高峰的主要原因[16]。當(dāng)水稻生長(zhǎng)期土壤氧化還原電位
