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華北平原農田N2O排放通量的高頻動態觀測

李發東; 杜錕; 張秋英; 古叢珂; 冷佩芳; 喬云峰; 朱農; 郝帥; 黃勇彬; 施生錦 中國科學院地理科學與資源研究所生態系統網絡觀測與模擬重點實驗室; 北京100101; 中國科學院禹城綜合試驗站; 禹城251200; 中國科學院大學資源與環境學院; 北京100190; 北京雨根科技有限公司; 北京100094

關鍵詞:華北平原 農田生態系統 n2o排放 通量監測 高頻監測 

摘要:N2O是主要源自農田的重要溫室氣體之一,可破壞臭氧層而導致全球增溫。目前對N2O的原位高頻觀測尚不多。為完善N2O的觀測方法,為華北地區N2O變化研究提供參考,本研究以華北平原典型農田為研究對象,利用新型的N2O測定儀器TGA200A,進行實時、自動、晝夜連續地觀測中國科學院禹城綜合試驗站農田大氣N2O的日動態變化。本次觀測自2017年6月中旬玉米播種后開始,持續至2017年9月(8月份儀器調試)。結果顯示:1)晴朗天氣下,農田大氣N2O呈現出夜晚(0:00—6:00、18:00—24:00)高(0.618~1.171 mg·m-3)、白天(6:00—18:00)低(0.526~1.145 mg·m-3)的趨勢,而白天高溫又促進農田N2O排放,在午后15:00—17:00大多出現1次峰值,表明溫度的促進作用存在滯后性。2)降雨天氣下,農田N2O在適當的雨量下逐漸增加(3 h內增加0.033 mg·m-3),且存在累積效應,但過度淹水后N2O表現出逐漸降低的趨勢。3)大風天氣下,N2O的濃度產生變化,但規律并不明顯。研究結果表明,利用TGA200A可以實現對溫室氣體N2O的實時、連續、動態的自動觀測,觀測結果具有較高可信度,可以反映出當前華北地區農田N2O在不同環境要素(溫度、降水及大風)下的動態變化趨勢。

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