不同农田管理措施对土壤碳排放强度影响的Meta分析
发布时间：2021-06-22 16:27
农田土壤作为碳循环系统的重要组成部分,土壤碳排放核算是当前的研究重点。为有效识别不同农田管理措施对土壤碳排放强度的影响,提高区域农田碳排放核算的可靠性,本文通过收集国内外相关文献,基于Meta分析方法定量分析施肥、免耕、秸秆还田、增施有机肥等不同农田管理措施对土壤碳排放的影响效果,并引入土壤类型、作物等变量,分区建立各影响因素对农田土壤碳排放强度影响的统计分析模型。结果表明:与不施肥、免耕相比,施化肥、增施有机肥、传统耕作将增大土壤碳排放强度,合并效应值分别为0.62、0.64和0.23;不采用秸秆还田将降低土壤碳排放强度,合并效应值为-0.17。模拟结果显示,各变量系数与Meta分析结果相一致,并通过累计概率的正态性检验。建立分区函数模型可为不同区域、不同土壤类型、不同作物和不同管理措施下针对性开展农田土壤碳排放核算提供参考。
【文章来源】：资源科学. 2019,41(09)北大核心CSSCICSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
—2018年有效文献数量Figure1Thenumberofvaliddocuments,2003-2018
003—2018年，文献筛选标准为：①研究对象为中国区域农田土壤；②研究方法为定位试验点实测法，包括箱法、涡度相关法等，基于数学模型计算得到碳排放量的研究予以排除；③研究同时具有对照组和实验组，无对照组的研究予以排除；④耕作措施明确，施肥量及研究结果数据为具体数值。所选文献包括已发表文献和学位论文。获取到有效文献82篇，其中英文文献35篇，中文文献47篇。统计显示，有效文献数量呈逐年上升趋势（图1），研究涉及学科包括环境学、农学、土壤学、生态学等，其中环境学及农学占比较大（图2）。所收集的文献共包含有效数据489组。样点数据来自41个试验点，覆盖19个省份，包含16种土壤类型，6种种植作物。将全国划分为华中、华北、华东、华南、西南、西北和东北7个区域，对检索文献进行统计（表1）。结果显示，数据样点集中分布在华中、华北、华东、西图12003—2018年有效文献数量Figure1Thenumberofvaliddocuments,2003-2018图2有效文献的学科分布Figure2Subjectdistributionofvalidliterature1631
第41卷第9期资源科学http://www.resci.net区呈微小负反馈状态，这与Meta分析结果基本一致；免耕与土壤CO2排放量具有正相关关系，但在东北地区出现相反的情况。3.2.2回归方程检验P-P图是根据变量的累积概率对应于所指定的理论分布累积概率绘制的散点图，用于直观地检测样本数据是否符合某一概率分布[37,38]。如果被检验的数据符合所指定的分布，则代表样本数据的点应当分布于代表理论分布的对角线周围。结果显示（图4），各样点数据预测累计概率均匀分布在参考线周边，数据符合正态分布，方程模型有效。4结论与讨论4.1与已有成果的对比分析本文运用Meta分析整合国内外对中国区域农田土壤碳排放的研究，分析不同农田管理措施对土壤碳排放的影响得到：与不施肥相比，施肥和有机肥增施会增加土壤碳排放量（合并效应量分别为0.62和0.64）；与免耕相比，传统耕作会增加土壤CO2排放（合并效应量为0.23）；秸秆不还田会降低土壤CO2排放量（合并效应量为-0.17），即秸秆还田会增大土壤碳排放量。贺美等[16]学者的研究表示，与不施肥相比，施用氮、磷、钾的土壤碳排放量显著提高37.36%，原因可归结为施肥会影响土壤呼吸底物的浓度，其通过改变土壤酶的活性和有机质含量，进而提高土壤呼吸速率，增加碳排放量；杨娟等[39]认为有机肥增施可显著增加稻田碳排放对温室效应的贡献率，原因为有机肥增施可提高土壤微生物多样性和活跃度，进而促进土壤CO2排放；李柘锦等[40]评价了不同有机物料还田对土壤碳排放的影响，结果显示，与无机肥相比，有机肥的土壤增温潜势具有67.23%的增幅；张宇等[41]的研究表明，在整个作物生育期，传统耕作土壤碳排放量大于免耕，原因可归结为传统耕作措
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤温室气体测定方法研究进展[J]. 张振超,王金牛,孙建,蒋海波,魏天兴. 应用与环境生物学报. 2019(05)
[2]近300年中国耕地开垦导致的碳排放估算[J]. 杨绪红,金晓斌,项晓敏,范业婷,刘晶,单薇,周寅康. 中国科学:地球科学. 2019(03)
[3]高寒草甸退化草地土壤有机碳含量Meta分析研究[J]. 魏卫东,刘育红,马辉. 环境科学与管理. 2018(10)
[4]基于中国湿地CVM研究的Meta分析[J]. 李庆波,敖长林,袁伟,高琴. 资源科学. 2018(08)
[5]长期定位施肥下黑土碳排放特征及其碳库组分与酶活性变化[J]. 贺美,王立刚,朱平,戚瑞敏,王迎春. 生态学报. 2017(19)
[6]施肥对长江中下游稻田温室气体排放的影响——基于Meta分析[J]. 朱利群,王春杰,杨曼君,李静,陈利根. 资源科学. 2017(01)
[7]不同有机物料还田对农田系统净温室气体排放的影响[J]. 李柘锦,隋鹏,龙攀,严玲玲,王彬彬,陈源泉. 农业工程学报. 2016(S2)
[8]不同耕作措施对黑土碳排放和活性碳库的影响[J]. 贺美,王迎春,王立刚,李成全,王利民. 土壤通报. 2016(05)
[9]静态箱研究进展及设施菜地气体采集静态箱研制构想[J]. 石飞飞,王维汉. 安徽农业科学. 2016(24)
[10]不同耕作措施下小麦–玉米轮作农田温室气体交换及其综合增温潜势[J]. 闫翠萍,张玉铭,胡春胜,董文旭,王玉英,李晓欣,秦树平. 中国生态农业学报. 2016(06)
博士论文
[1]中国土地利用的碳排放效应研究[D]. 赖力.南京大学 2010
本文编号：3243162
【文章来源】：资源科学. 2019,41(09)北大核心CSSCICSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
—2018年有效文献数量Figure1Thenumberofvaliddocuments,2003-2018
003—2018年，文献筛选标准为：①研究对象为中国区域农田土壤；②研究方法为定位试验点实测法，包括箱法、涡度相关法等，基于数学模型计算得到碳排放量的研究予以排除；③研究同时具有对照组和实验组，无对照组的研究予以排除；④耕作措施明确，施肥量及研究结果数据为具体数值。所选文献包括已发表文献和学位论文。获取到有效文献82篇，其中英文文献35篇，中文文献47篇。统计显示，有效文献数量呈逐年上升趋势（图1），研究涉及学科包括环境学、农学、土壤学、生态学等，其中环境学及农学占比较大（图2）。所收集的文献共包含有效数据489组。样点数据来自41个试验点，覆盖19个省份，包含16种土壤类型，6种种植作物。将全国划分为华中、华北、华东、华南、西南、西北和东北7个区域，对检索文献进行统计（表1）。结果显示，数据样点集中分布在华中、华北、华东、西图12003—2018年有效文献数量Figure1Thenumberofvaliddocuments,2003-2018图2有效文献的学科分布Figure2Subjectdistributionofvalidliterature1631
第41卷第9期资源科学http://www.resci.net区呈微小负反馈状态，这与Meta分析结果基本一致；免耕与土壤CO2排放量具有正相关关系，但在东北地区出现相反的情况。3.2.2回归方程检验P-P图是根据变量的累积概率对应于所指定的理论分布累积概率绘制的散点图，用于直观地检测样本数据是否符合某一概率分布[37,38]。如果被检验的数据符合所指定的分布，则代表样本数据的点应当分布于代表理论分布的对角线周围。结果显示（图4），各样点数据预测累计概率均匀分布在参考线周边，数据符合正态分布，方程模型有效。4结论与讨论4.1与已有成果的对比分析本文运用Meta分析整合国内外对中国区域农田土壤碳排放的研究，分析不同农田管理措施对土壤碳排放的影响得到：与不施肥相比，施肥和有机肥增施会增加土壤碳排放量（合并效应量分别为0.62和0.64）；与免耕相比，传统耕作会增加土壤CO2排放（合并效应量为0.23）；秸秆不还田会降低土壤CO2排放量（合并效应量为-0.17），即秸秆还田会增大土壤碳排放量。贺美等[16]学者的研究表示，与不施肥相比，施用氮、磷、钾的土壤碳排放量显著提高37.36%，原因可归结为施肥会影响土壤呼吸底物的浓度，其通过改变土壤酶的活性和有机质含量，进而提高土壤呼吸速率，增加碳排放量；杨娟等[39]认为有机肥增施可显著增加稻田碳排放对温室效应的贡献率，原因为有机肥增施可提高土壤微生物多样性和活跃度，进而促进土壤CO2排放；李柘锦等[40]评价了不同有机物料还田对土壤碳排放的影响，结果显示，与无机肥相比，有机肥的土壤增温潜势具有67.23%的增幅；张宇等[41]的研究表明，在整个作物生育期，传统耕作土壤碳排放量大于免耕，原因可归结为传统耕作措
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤温室气体测定方法研究进展[J]. 张振超,王金牛,孙建,蒋海波,魏天兴. 应用与环境生物学报. 2019(05)
[2]近300年中国耕地开垦导致的碳排放估算[J]. 杨绪红,金晓斌,项晓敏,范业婷,刘晶,单薇,周寅康. 中国科学:地球科学. 2019(03)
[3]高寒草甸退化草地土壤有机碳含量Meta分析研究[J]. 魏卫东,刘育红,马辉. 环境科学与管理. 2018(10)
[4]基于中国湿地CVM研究的Meta分析[J]. 李庆波,敖长林,袁伟,高琴. 资源科学. 2018(08)
[5]长期定位施肥下黑土碳排放特征及其碳库组分与酶活性变化[J]. 贺美,王立刚,朱平,戚瑞敏,王迎春. 生态学报. 2017(19)
[6]施肥对长江中下游稻田温室气体排放的影响——基于Meta分析[J]. 朱利群,王春杰,杨曼君,李静,陈利根. 资源科学. 2017(01)
[7]不同有机物料还田对农田系统净温室气体排放的影响[J]. 李柘锦,隋鹏,龙攀,严玲玲,王彬彬,陈源泉. 农业工程学报. 2016(S2)
[8]不同耕作措施对黑土碳排放和活性碳库的影响[J]. 贺美,王迎春,王立刚,李成全,王利民. 土壤通报. 2016(05)
[9]静态箱研究进展及设施菜地气体采集静态箱研制构想[J]. 石飞飞,王维汉. 安徽农业科学. 2016(24)
[10]不同耕作措施下小麦–玉米轮作农田温室气体交换及其综合增温潜势[J]. 闫翠萍,张玉铭,胡春胜,董文旭,王玉英,李晓欣,秦树平. 中国生态农业学报. 2016(06)
博士论文
[1]中国土地利用的碳排放效应研究[D]. 赖力.南京大学 2010
本文编号：3243162
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nyxlw/3243162.html
