%A 王从,李舒清,刘树伟,邹建文 %T 大气CO2浓度和温度升高对稻麦轮作生态系统N2O排放的影响 %0 Journal Article %D 2018 %J 中国农业科学 %R 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.13.009 %P 2535-2550 %V 51 %N 13 %U {https://www.chinaagrisci.com/CN/abstract/article_20189.shtml} %8 2018-07-01 %X 【目的】研究大气CO2浓度和温度升高条件下稻麦轮作生态系统N2O排放的响应规律,以期科学评估未来气候变化情境下,CO2浓度和温度升高对稻麦轮作生态系统N2O排放的影响,为中国应对未来气候变化提供数据支持。【方法】依托同步模拟自由大气CO2浓度升高和温度升高的T-FACE试验平台,设置本底大气CO2浓度和温度(Ambient)、500 μmol·mol-1 CO2 +本底大气温度(C)、本底大气CO2浓度+温度增加2℃(T)和500 μmol·mol-1 CO2 +温度增加2℃(C+T)等4个处理。采用静态暗箱-气相色谱法原位观测稻麦轮作生态系统N2O排放通量,研究稻麦轮作生态系统N2O排放对大气CO2 浓度和温度升高的响应规律。【结果】(1)CO2浓度升高使水稻和小麦生物量和产量分别显著增加9.7%、11.3%和5.6%、5.7%(P<0.05);温度升高使水稻和小麦生物量和产量分别显著减少21.1%、18.0%和31.6%、17.7%(P<0.05);CO2浓度和温度的同步升高使水稻和小麦生物量和产量分别显著降低13.5%、8.7%和26.0%、10.3%(P<0.05)。(2)CO2浓度和温度升高,均未改变稻麦轮作系统N2O的季节排放模式。CO2浓度升高条件下,水稻季和小麦季N2O排放分别增加15.2%和39.9%,其中后者达显著水平(P<0.05);温度升高未显著影响水稻季N2O排放,但显著增加小麦季N2O排放20.5%(P<0.05);CO2浓度和温度同步升高对水稻季N2O排放的影响存在较大的年际差异,但总体上有促进N2O排放的趋势;CO2浓度和温度同步升高极显著增加小麦季N2O排放(46.0%,P<0.01)。(3)小麦季N2O排放与小麦生物量密切相关,在CO2浓度和温度升高条件下,小麦季N2O排放与小麦地下部生物量和ΔSOC之间具有显著的正相关关系。(4)与对照组相比,CO2浓度升高、温度升高以及两者的共同作用,分别导致稻麦轮作系统单位产量的N2O排放强度(GHGI)分别增加29.1%、66.3%和81.8%,其中温度升高和CO2浓度和温度同步升高处理达显著水平(P<0.05)。【结论】CO2浓度升高和温度升高均未改变稻麦轮作生态系统N2O的季节排放模式。CO2浓度升高导致稻麦轮作系统N2O排放显著增加;温度升高显著增加小麦季N2O排放,但未显著影响水稻季N2O排放。CO2浓度和温度升高导致稻麦轮作系统温室气体排放强度增加,各处理条件下温室气体排放强度的响应从大小依次为:C+T >T>C。可见,在未来CO2浓度和温度升高情境下,为保证现有粮食供应水平不变,由稻麦生产所导致的N2O排放强度变化可能会进一步加剧气候变化进程。