基于TRIPLEX-GHG模型的全球农田生态系统氧化亚氮排放模型的构建与模拟

发布时间：2022-02-26 00:48

　　温室气体过量排放导致的温室效应是工业革命以来全球增温的主要原因。氧化亚氮（N₂O）气体是三种主要温室气体之一,是氮循环过程唯一长寿命痕量气体并有极强的百年增温潜势。相比于自然状态下的土壤,农田生态系统由于大量农业活动的管理,N₂O排放速率是陆地生态系统中最高的,因此受到研究人员的广泛关注。然而,因N₂O复杂的排放机理和模型研究方法等因素的限制,目前全球农田N₂O排放的模型估算仍然存在较大的不确定性。因此,开发和利用基于过程的模型更准确的揭示全球农田N₂O的产生与排放及时空变化趋势,是理解气候变化和农业活动对温室效应影响进而有效降低全球N₂O排放清单的不确定性的必然要求。本研究基于TRIPLEX-GHG模型,将主要农田管理活动,包括施肥（化肥和有机肥）、灌溉和耕作等过程与之对应模块（如生物地球化学模块、陆表过程模块与硝化与反硝化模块等）耦合,使其具有模拟在不同程度和频率的农业管理下农田N₂O排放的能力并量化了全球农田N₂

【文章来源】：西北农林科技大学陕西省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：109 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 气候变化和氧化亚氮(N_2O)的排放现状
    1.2 农田生态系统排放N_2O的过程和影响因素
        1.2.1 农田生态系统N_2O产生过程
        1.2.2 影响农田土壤N_2O排放的因素
    1.3 国内外农田N_2O排放及模型研究进展
        1.3.1 农田N_2O排放的时空特征
        1.3.2 基于排放因子(EF)的模型
        1.3.3 基于过程的生物地球化学模型
        1.3.4 机器学习和其他模型
    1.4 研究意义和技术路线
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 技术路线
第二章 农业活动的构建与模型整合
    2.1 TRIPLEX-GHG模型简介
        2.1.1 陆地表面过程模块
        2.1.2 植被物候和动态模块
        2.1.3 土壤生物地球化学模块
        2.1.4 N_2O生产和排放模块
    2.2 主要农业活动的建模和模型耦合
        2.2.1 收获
        2.2.2 化肥施用
        2.2.3 有机肥施用
        2.2.4 秸秆还田
        2.2.5 灌溉
        2.2.6 耕地
        2.2.7 农田土壤N流动特征和模型耦合
第三章 模型参数敏感性分析、参数校正和模型验证
    3.1 农田N_2O排放数据库的构建
        3.1.1 N_2O通量站点数据
        3.1.2 模型输入数据
    3.2 参数敏感性分析
        3.2.1 分析方法
        3.2.2 分析结果
    3.3 模型参数校正
        3.3.1 模型表现评价指标
        3.3.2 参数校正结果和模型表现
    3.4 模型验证
    3.5 讨论
        3.5.1 敏感性参数分析
        3.5.2 模型模拟评价
        3.5.3 模型表现的不确定性
第四章 全球农田N_2O排放时空变化格局模拟与分析
    4.1 模型驱动数据和研究方法
        4.1.1 驱动数据构建
        4.1.2 历史时期全球农田N_2O排放分析
    4.2 研究结果
        4.2.1 历史时期全球尺度农田N_2O排放时间动态
        4.2.2 历史时期全球尺度农田N_2O排放空间格局
        4.2.3 历史时期全球尺度农田N_2O排放驱动因素
    4.3 讨论
        4.3.1 历史时期全球尺度农田N_2O排放研究结果对比分析
        4.3.2 全球农田N_2O排放的空间差异及驱动因素
第五章 主要结论和展望
    5.1 研究结论
    5.2 研究创新性和展望
参考文献
附录
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]Data-driven estimates of global nitrous oxide emissions from croplands[J]. Qihui Wang,Feng Zhou,Ziyin Shang,Philippe Ciais,Wilfried Winiwarter,Robert B.Jackson,Francesco N.Tubiello,Greet Janssens-Maenhout,Hanqin Tian,Xiaoqing Cui,Josep G.Canadell,Shilong Piao,Shu Tao.  National Science Review. 2020(02)
[2]有机肥部分替代化肥对温室番茄土壤N2O排放的影响[J]. 奚雅静,刘东阳,汪俊玉,武雪萍,李晓秀,李银坤,王碧胜,张孟妮,宋霄君,黄绍文.  中国农业科学. 2019(20)
[3]IPCC 1.5℃特别报告发布,温室气体减排新时代的标志[J]. 姜克隽.  气候变化研究进展. 2018(06)
[4]陇东旱塬苜蓿草地N2O排放特征及其对施氮的响应[J]. 王刚,杨宪龙,李渊,丁新宇,沈禹颖.  应用与环境生物学报. 2018(03)
[5]湿地土壤反硝化作用及测定方法[J]. 汪旭明,李亚兰,林啸,仝川.  亚热带资源与环境学报. 2017(03)
[6]减量施氮与间作大豆对华南地区甜玉米连作农田N2O排放的影响[J]. 唐艺玲,管奥湄,周贤玉,赖叶宁,王建武.  中国生态农业学报. 2015(12)
[7]GLDAS月降水数据在中国区的适用性评估[J]. 王文,汪小菊,王鹏.  水科学进展. 2014(06)
[8]有机无机肥料配施对春玉米农田N2O排放及净温室效应的影响[J]. 翟振,王立刚,李虎,邱建军,杨军,董小雨.  农业环境科学学报. 2013(12)
[9]黄土高原冬小麦地N2O排放[J]. 庞军柱,王效科,牟玉静,欧阳志云,张红星,逯非,刘文兆.  生态学报. 2011(07)
[10]植物根系氮吸收过程的研究进展[J]. 王宇通,邵新庆,黄欣颖,王堃.  草业科学. 2010(07)

博士论文
[1]全球森林和草地自然生态系统氧化亚氮排放的模型构建与模拟[D]. 张克柔.西北农林科技大学 2018



本文编号：3644016