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DNDC模型在长江三角洲农田生态系统的CH_4和N_2O排放量估算中的应用

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环境科学 2001年第3期22卷 15-19页

作者：王效科欧阳志云苗鸿中国科学院生态环境研究中心系统生态室北京100085

长江三角洲是我国农业发达地区之一 ,其农业生产所排放的CH4 和N2 O ,早已引起了研究者的重视 .本研究在分析总结现有的野外观测结果的基础上 ,验证了估算区域痕量气体排放量的生物地球化学模型DNDC ,估算出长江三角洲地区的CH4 和N2 O... 详细信息

长江三角洲是我国农业发达地区之一 ,其农业生产所排放的CH4 和N2 O ,早已引起了研究者的重视 .本研究在分析总结现有的野外观测结果的基础上 ,验证了估算区域痕量气体排放量的生物地球化学模型DNDC ,估算出长江三角洲地区的CH4 和N2 O排放量分别为 1 69( 1 2 9～ 2 0 9)Tg·a-1和 0 0 1 9( 0 0 1 4～ 0 0 2 4 )Tg·a-1,分别占全国农田CH4 和N2 O排放量的 1 6 7%和 6 1 % .

关键词：长江三角洲生物地球化学模型农田生态系统甲烷一氧化氮排放量

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中国森林生态系统的异戊二烯排放研究

环境科学 2003年第1期24卷 8-15页

作者：张莉王效科欧阳志云缪启龙中国科学院生态环境研究中心系统生态室北京100085 南京气象学院南京210044

植被的非甲烷碳氢化合物 (non methanehydrocarbon ,NMHC)排放对大气环境变化有重要的影响 ,异戊二烯是对流层最主要的NMHC之一 .本文应用Guenther的光温影响模型 ,对 1 993年中国森林生态系统的异戊二烯排放量进行了估算 .结果发现 :... 详细信息

植被的非甲烷碳氢化合物 (non methanehydrocarbon ,NMHC)排放对大气环境变化有重要的影响 ,异戊二烯是对流层最主要的NMHC之一 .本文应用Guenther的光温影响模型 ,对 1 993年中国森林生态系统的异戊二烯排放量进行了估算 .结果发现 :中国森林生态系统异戊二烯总的排放量约为 0 0 3～ 8 6Tg/a ,对全球碳的贡献量以碳计为 0 0 2 6～ 7 5 89Tg/a,年最大可能排放量约占全球年排放总量的 1 5 %～ 4 3 % ;排放有较大的空间 (地域 )差异 ,年排放大值区分布在南方多林区和东北地区 ,以云南和黑龙江 2省最大 ,对全国排放的贡献率分别为 2 2 %和 1 1 % ;不同植被对总排放量的贡献率有较大差异 ,贡献率较大的杨树和栎类分别达到 5 2 2 8%和 4 4 2 9% .

关键词：中国森林生态系统异戊二烯排放量大气污染贡献率大气监测

我国保护性耕作对农田温室气体排放影响研究进展

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农业环境科学学报 2020年第4期39卷 872-881页

作者：张国王效科贵州师范大学喀斯特研究院贵阳550001 国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心贵阳550001 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085

农业生产过程是大气温室气体(Greenhouse gas,GHG)一个重要的排放源。20世纪30年代以来,为了防止土壤侵蚀和沙尘暴,许多国家和地区发展并推广了保护性耕作(简称保耕)。近年来,越来越多的研究开始关注保耕对土壤GHG排放和固碳的影响。本... 详细信息

农业生产过程是大气温室气体(Greenhouse gas,GHG)一个重要的排放源。20世纪30年代以来,为了防止土壤侵蚀和沙尘暴,许多国家和地区发展并推广了保护性耕作(简称保耕)。近年来,越来越多的研究开始关注保耕对土壤GHG排放和固碳的影响。本文综述了我国近期发表的文章,重点分析了我国保耕措施对农田GHG(CO2、CH4、N2O)排放、固碳以及综合全球增温潜势的影响。结果表明:保耕措施中秸秆还田能促进土壤呼吸,如果将秸秆制成生物炭则对CO2排放影响很小,免耕能减少土壤呼吸;水稻田秸秆还田促进了CH4的排放,提高程度从10%~400%,并随着还田量和年限增加而增加,大部分研究也表明水稻田采用免耕降低了CH4排放;秸秆还田和免耕对土壤N2O排放具有复杂影响,与还田的秸秆量及其碳氮比、还田方式、气候条件和土壤环境等有关;秸秆还田提高了土壤有机碳含量,而免耕更多是改变了有机碳分布,使更多有机碳聚集于土壤表层;分析评价全球增温潜势时,如果考虑固碳作用,保耕措施将能减少GHG排放甚至使农田转变成碳汇。因此,保耕对全球增温潜势的影响评估应该考虑土壤固碳作用,推广保耕整套技术体系应因地制宜,同时与其他推荐措施相结合,从而实现生态效益和经济效益的双赢。

关键词：二氧化碳土壤固碳甲烷秸秆还田免耕全球增温潜势氧化亚氮

O_3和干旱胁迫对元宝枫叶片气孔特征的复合影响

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生态学杂志 2014年第3期33卷 560-566页

作者：文志王丽王效科李丽崔健中南大学生命科学学院长沙410013 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085

利用开顶式气室（OTC）研究了O3胁迫（空气0，浓度加118μg·m^-3）、干旱胁迫（土壤水分保持在田间持水量的40％-50％）以及O3与干旱复合胁迫（空气0，浓度加118μg·m^-3和土壤水分保持在田间持水量的40％～50％）对元宝枫（Acer trun... 详细信息

利用开顶式气室（OTC）研究了O3胁迫（空气0，浓度加118μg·m^-3）、干旱胁迫（土壤水分保持在田间持水量的40％-50％）以及O3与干旱复合胁迫（空气0，浓度加118μg·m^-3和土壤水分保持在田间持水量的40％～50％）对元宝枫（Acer truncatum Bunge．）叶片气孔特征的影响。结果表明：O3胁迫41d时气孔密度变化不明显，62和110d时显著增加（P〈0．05）；干旱胁迫和复合胁迫下气孔密度增加显著（P〈0．05）；O3、干旱及复合胁迫处理110d气孔面积、周长、长度和宽度明显减小（P〈0．05），气孔指数明显增加（P〈0．05）；各胁迫气孔开度均明显减小（P〈0．05），O3和干旱对气孔开度影响存在协同作用，干旱减小了O3胁迫下的气孔开度。O3和干旱胁迫下气孔特征响应不同表明影响气孔的机制不同，O3对气孔影响具有累积效应，干旱可限制O3摄入量从而减小了O3对植物的伤害。

关键词：元宝枫 O3 干旱复合胁迫气孔响应

中国主要农作物种植农药施用温室气体排放估算

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生态学报 2016年第9期36卷 2560-2569页

作者：陈舜逯非王效科中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 中国科学院大学北京100049

过去30年来我国农作物的播种面积并未产生太大变化,但病虫害的发生和防治次数却不断增加。根据6种中国主要农作物的病虫害发生情况,收集了相应的农药用量及其制造的温室气体排放量数据,估算了中国主要农作物在种植过程中,因对病虫害使... 详细信息

过去30年来我国农作物的播种面积并未产生太大变化,但病虫害的发生和防治次数却不断增加。根据6种中国主要农作物的病虫害发生情况,收集了相应的农药用量及其制造的温室气体排放量数据,估算了中国主要农作物在种植过程中,因对病虫害使用杀虫剂和杀菌剂而产生的温室气体排放量现状。结果表明,我国主要农作物小麦、水稻、玉米、马铃薯、油菜和棉花的每公顷病虫害防治时使用农药所产生的温室气体排放量分别是9.19(1.86—23.24)、20.54(2.03—50.95)、10.38(3.45—19.32)、5.91(2.15—18.34)、10.84(8.10—13.62)、19.51(5.11—49.01)kg CE hm^(-2)a^(-1),即水稻和棉花最高;但论单产农药温室气体排放量,则油菜和棉花远高于其余4种粮食作物。每年小麦、水稻、玉米、马铃薯、油菜和棉花的病虫害防治使用农药所产生的总温室气体排放量分别是220.8(44.7—558.4)、606.7(60.0—1505.1)、336.4(112.0—606.3)、30.9(11.2—96.0)、79.5(59.4—99.8)、96.4(25.2—242.2)Gg CE,总计1.37(0.31—3.13)Tg CE。将以上6种作物的病虫害防治情况外推到全国农作物,则我国一年因为农作物病虫害防治而产生的温室气体排放量为2.13(0.48—4.85)Tg CE。另外由于缺乏草害面次数据而没有包括除草剂本分,所以以上数字仍是低估。病虫害防治由于作物本身、防治对象、防治方法以及药剂用量的固有差异,导致农作物病虫害防治的温室气体排放量计算结果存在着较大的不确定性,目前基于自下而上农户调查的估算方法无法克服这些问题,更精确的估算需要自上而下的企业级调查数据。

关键词：农作物杀虫剂杀菌剂温室气体排放

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城市与郊区森林土壤微生物群落特征差异研究

土壤通报 2012年第3期43卷 614-620页

作者：陈帅王效科逯非中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085

森林是具有重要服务功能的生态系统之一,在城区和郊区都普遍存在,但对于森林土壤微生物群落特征的城郊差异研究却很少。本研究在北京城市与郊区选择三种相同树种(油松Pinus tabulaeformis、侧柏Platycladus orientalis和毛白杨Populus t... 详细信息

森林是具有重要服务功能的生态系统之一,在城区和郊区都普遍存在,但对于森林土壤微生物群落特征的城郊差异研究却很少。本研究在北京城市与郊区选择三种相同树种(油松Pinus tabulaeformis、侧柏Platycladus orientalis和毛白杨Populus tomentosa)的森林,主要研究比较了土壤微生物量碳、微生物群落结构和功能多样性的城郊差异。结果表明,郊区森林的土壤微生物量碳含量显著高于城区(郊区微生物量碳为367.29 mg kg-1,城区为294.23 mg kg-1)。同一树种下郊区微生物活性高于城区,差异未达到显著。微生物多样性和均匀度城郊差异不明显;但树种间存在一定的差异,城区毛白杨林下土壤微生物群落的均匀度显著低于柏树与油松,多样性指数显著低于柏树。结果表明城市化过程对城市土壤微生物量以及微生物群落的结构和功能有一定影响,且不同树种对于这种影响存在差异。随着城市化加快,城乡梯度上土壤微生物量碳的城乡差异明显,而土壤微生物群落结构、功能的差异有减小的趋势。

关键词：微生物群落功能多样性城市化微生物量碳

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北京市居民食物消费碳足迹

生态学报 2012年第5期32卷 1570-1577页

作者：吴燕王效科逯非中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085

碳足迹作为一种评价碳排放影响的全新测度方法,已被用来衡量人类活动对大气环境和气候变化的影响。食物是人类的首要消费品,其消费的碳足迹反应维持一个区域人口的基本食物需求的碳排放以及对气候变化的影响。在碳足迹理论和模型的基础... 详细信息

碳足迹作为一种评价碳排放影响的全新测度方法,已被用来衡量人类活动对大气环境和气候变化的影响。食物是人类的首要消费品,其消费的碳足迹反应维持一个区域人口的基本食物需求的碳排放以及对气候变化的影响。在碳足迹理论和模型的基础上,根据北京市食物的供应和消费现状情况,利用生命周期法(Life cycle analysis LCA),计算和分析了北京市居民食物消费的碳足迹。得到北京市居民食消费碳足迹为476.8×104t,约占北京市总碳足迹的6%,人均碳足迹为310.0kgCO2/人,占北京市家庭消费碳排放的23.3%,只占北京市能源消费人均碳排放量的5.96%,反映了居民食物消费对全球气候变化造成的影响有限。食物消费碳足迹最大的为粮食,其次为瓜果蔬菜豆类,总共占到65%以上,而在食物生命周期过程中,食物的再加工炊事过程碳排放最大,超过50%,合理减少食物加工炊事过程中碳排放将是减少食物消费碳排放的重要途径之一。其次为化肥农药施用,占到23.23%,减少食物生产过程中化肥农药使用,提高化肥农药的使用效率,或者进行生态农业尽量不使用化肥农药,北京市每年可减少135.1×104t CO2排放,人均87.84kgCO2/人,是有效的减排途径之一。

关键词：北京市食物 LCA 碳足迹

河套灌区春小麦-萝卜复种模式下土壤NO_3^--N动态

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环境科学 2006年第6期27卷 1223-1228页

作者：冯兆忠王效科冯宗炜中国科学院生态环境研究中心系统生态国家重点实验室北京100085

研究了河套灌区春小麦-萝卜复种模式下,土壤、土壤溶液和地下水NO3--N浓度的动态变化.结果表明:随着试验时间的延长,土壤表层NO3--N含量降低,深层(100~150cm)增加;土壤溶液中、下层NO3--N浓度(70、120cm)显著高于上层(30cm),尤其是在萝... 详细信息

研究了河套灌区春小麦-萝卜复种模式下,土壤、土壤溶液和地下水NO3--N浓度的动态变化.结果表明:随着试验时间的延长,土壤表层NO3--N含量降低,深层(100~150cm)增加;土壤溶液中、下层NO3--N浓度(70、120cm)显著高于上层(30cm),尤其是在萝卜生长季.当前的灌溉条件下,不同年度、不同生长季土壤NO3--N淋失量的多少与土壤水分的下渗量密切相关,且输入的氮素中有30%以上以NO3--N的形式淋失掉.施肥区地下水NO3--N浓度显著高于未施肥区,且65.5%的水样超过WHO规定的上限(11.3mg/L).总之,经过连续2a的春小麦与萝卜复种可使表层土壤NO3--N含量明显降低,但由于中、下层土壤剖面中残留大量的NO3--N,因此在当前灌溉措施下,短期内NO3--N淋失是不可避免的.

关键词： NO3^--N淋失春小麦-萝卜复种地下水干旱地区河套灌区

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中国氮磷钾肥制造温室气体排放系数的估算

生态学报 2015年第19期35卷 6371-6383页

作者：陈舜逯非王效科中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 中国科学院大学北京100049

通过收集、整合国内相关数据,推算了符合中国目前情况的各种氮肥、磷肥和钾肥的制造过程中的温室气体排放系数(从原料到工厂大门)。结果显示,我国平均水平的氮肥制造碳排放系数为:合成氨(液氨)1.672 t CE/t N,尿素2.041 t CE/t N,碳铵1.... 详细信息

通过收集、整合国内相关数据,推算了符合中国目前情况的各种氮肥、磷肥和钾肥的制造过程中的温室气体排放系数(从原料到工厂大门)。结果显示,我国平均水平的氮肥制造碳排放系数为:合成氨(液氨)1.672 t CE/t N,尿素2.041 t CE/t N,碳铵1.928 t CE/t N,硝酸铵4.202 t CE/t N,氯化铵2.220 t CE/t N,氮肥综合系数为2.116 t CE/t N。我国一般水平的磷肥制造碳排放系数为:重钙0.467 t CE/t P2O5,磷酸二铵1.109 t CE/t P2O5,磷酸一铵0.740 t CE/t P2O5,普钙0.195 t CE/t P2O5,钙镁磷肥2.105 t CE/t P2O5,磷肥综合系数为0.636 t CE/t P2O5。我国先进水平的钾肥制造碳排放系数为:氯化钾0.168 t CE/t K2O,硫酸钾0.409 t CE/t K2O(其中罗钾法硫酸钾0.443 t CE/t K2O、曼海姆法硫酸钾0.375 t CE/t K2O),钾肥综合系数为0.180 t CE/t K2O。我国大部分氮磷钾肥的温室气体排放系数普遍为欧美平均水平的2倍左右,因此利用国外系数来估算我国的农业温室气体排放量将严重低估化肥施用的影响。

关键词：氮肥磷肥钾肥化肥制造温室气体排放系数