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中国常规氮肥n2o排放估算及其经济损失分析

2021-03-07 15:37编辑: www.jxszl.com景先生毕设
:本论文根据气候和土壤条件将中国划分为八个区域,通过查找各数据库获得各区氮肥施放量和氧化亚氮排放量数据,构建标准化后的各区氧化亚氮排放因子。结合各区三大作物化学氮肥施氮量来估算氧化亚氮的排放量,进而估算全国的氧化亚氮排放量及经济损失。氧化亚氮排放量估算结果为玉米72331±11650吨,小麦44518±11507吨,水稻41731±13667吨。因施化学氮肥导致氧化亚氮排放造成的经济损失水稻是1.73±0.57亿元,小麦是1.84±0.48亿元,玉米是2.99±0.48亿元。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言(或绪论)3
1 材料与方法4
1.1 数据收集 4
1.2 区域划分 4
1.3 数据分析5
2 结果与分析5
2.1各区平均施氮量与耕作面积5
2.2 水稻、小麦与玉米N2O排放量与施氮量的关系 6
2.3 各个区域氧化亚氮排放量7
2.4 经济损失评价8
3 讨论8
4 结论9
致谢9
参考文献10
中国化学氮肥N2O排放估算及经济损失分析
引言
引言 中国施用的化肥中N养分的总量在1980年为9.43Tg,在2005年为26.86Tg,年平均增长率为7.9%[1]。2005年26.86Tg的化肥N养分在中国被消耗,用量巨大,占了国家总养分消耗的56.4%和世界N消耗总量的34.7%[1]。2005年施用到中国所有耕地的年平均N含量达到232kg ha1[2]。化学N肥的利用效率是非常低的,中国谷物生存的应用N肥的利用率为20%到45%,而在在欧洲为40%50%。
大气中温室气体的增加导致的气候变暖是一个值得关注的环境问题。 N2O是一种重要的温室气体,其全球增温潜能(GWP)约是CO2的320倍,在大气中的寿命长达(166±16)a[3],且对臭氧同温层有严重的破坏。它主要从农业土地上排放,在2005年全球人为排放中,农业占了N2O排放的60%[3]。农业N2O排放从1990到2005年增加了接近17
 

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%[3]。
大量农业活动增加N到土壤,如化肥N的应用和作物残留的加入,是人为N2O排放的主要原因,因为在农业生产活动中存在的硝化和反硝化作用能在微生物作用下将人工施用的氮肥氧化为N2O[4],。N2O在2005年达到319×109V V1,同时保持每年大约0.26%的排放增长速率[5]。化学N肥是农田N2O最1大的排放源[6],,N2O排放与N肥的施用量成线性或者指数关系[78]。
根据2011年中国年鉴统计,水稻占中国总种植面积的18.52%,小麦占14.96%,玉米则为20.67%。水稻,小麦和玉米为中国三大粮食作物。水稻是世界近50%人口的主食,研究表明稻田是重要的人为N2O排放源[9],稻田分布在不同的气候区域,而不同区域的耕作方式和水管理都呈现多样化。中国幅员辽阔,经纬跨度大,不同区域的气候亦有很大差别,因此有必要将中国按照气候等自然条件划分为不同区域,进行分区考虑。中国是世界上一个主要的水稻生长国,在水稻生长过程中施用的N肥占国家氮肥施用总和的23%。目前,在国内华北、华东、华南、黄土高原等地开展了施肥对土壤-小麦和土壤-玉米系统N2O排放影响的研究究表明整个小麦,玉米生长季N2O 排放量均随尿素和控释肥施用量的增加呈指数增加[10]。本实验分析中国水稻,小麦,玉米N2O排放量及其造成的经济损失,可以为估算国家N2O排放总量提供一定的借鉴。
目前为止,N2O排放的研究的地域范围,主要集中在某个特定地域内N2O排放率的研究,在特定地域下有着相差不大的气候条件和土壤性质。在研究方向上,则更多的集中在单个因子影响下的N2O排放量,主要是土壤类型。也有很多研究集中在耕作方式上,包括残渣管理,轮作,耕作,灌溉等,没有对全国范围内不同的土壤类型的N2O背景排放值进行研究。
刑光熹[11]用田间观测数据估算的结果表明,中国农田1995N2O的排放总量(以N计,下同)为398Gg;按IPCC第二阶段方法学估算结果表明,中国农田N2O直接排放量约为336Gg。 Gao等[12]使用IPCC(2006) 指南和水田,旱地地区单独的局部排放因子,得到:水田直接N2ON排放在1980年为32.3Gg,在2007年为35.7Gg,增加了10.5%,年平均增长率为0.4%;旱地直接N2ON排放在1980年为68Gg,在2007年为278Gg,增加了308%,年平均增长率为11%;中国农田直接N2ON排放在1980年为100Gg,在2007年为313Gg,增加了213%,年平均增长率为7.6%。
本研究目的在于,利用将中国分区,查找资料获得不同土壤类型及气象条件下的三大作物N2O排放系数数据,并结合各区施氮量,气温及降水将N2O排放系数标准化,结合不同作物氮肥施用量,估算出全国范围内N2O的排放量及所造成的经济损失。
1 材料与方法
1.1 数据收集
我们收集了发表的有关于小麦、玉米、水稻田N2O排放量的中英文文献,中文数据来自中国知网(China Knowledge Resource Integrated Database,CNKI),英文数据来自Web of Science,Elsevier Science Direct,Springerlink等等。数据主要包括N肥施放量,测量期间的温度和降水量、N2O排放量。N2O的排放受到很多因子的制约,本研究选取温度和降水量两个因子来进行校正分析。
数据包括179个不同实验地点的975组N2O排放量(其中水稻为101个不同实验地点的480组数据,小麦为73个不同实验地点的232组数据,玉米为63个不同实验地点的263组数据)。
1.2 区域划分
土壤分区采用1981年中国科学院《中国自然地理》编辑委员会编辑出版的《中国自然地理——土壤地理》中的数据与图件资料,既1:1000万的《中国土壤分区图》[12](图1)。
图1 中国土壤分区图

图1 Ⅰ.华南与滇南砖红壤、赤红壤和水稻土大区;Ⅱ.江南红壤、黄壤和水稻土大区;Ⅲ.长江中下游黄棕壤和水稻大区;Ⅳ.黄河中下游与辽河下游棕壤、褐土和黑垆土大区土区;Ⅴ.东北黑土、白浆土和暗棕壤大区;Ⅵ.内蒙古与陇东栗钙土、棕钙土和灰钙土大区;Ⅶ.西北干旱漠土和绿洲土大区;Ⅷ.青藏高原高山土大区。

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