稻田灌溉河流CH₄和N₂O排放特征及影响因素

来源：环境科学杂志2021年第1期北京时间：

作者：吴双,杨蔚桐,盛扬悦,方贤滔,张天睿,胡靖,刘树伟,邹建文

单位：南京农业大学资源与环境科学学院, 南京 210095,江苏省低碳农业与温室气体减排重点实验室, 南京 210095,南京农业大学资源与环境科学学院, 南京 210095,南京农业大学资源与环境科学学院, 南京 210095,南京农业大学资源与环境科学学院, 南京 210095,南京农业大学资源与环境科学学院, 南京 210095,南京农业大学资源与环境科学学院, 南京 210095,南京农业大学资源与环境科学学院, 南京 210095,江苏省低碳农业与温室气体减排重点实验室, 南京 210095,南京农业大学资源与环境科学学院, 南京 210095,江苏省低碳农业与温室气体减排重点实验室, 南京 210095

摘要：随着农业氮肥大量施用，大量碳氮营养物质以淋溶或径流形式进入周边灌溉水体，使其成为甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）的重要排放源.以我国东南部地区典型稻田灌溉河流为研究对象，于2014年9月至2016年9月连续两年原位观测表层水体CH₄和N₂O溶存浓度及其排放通量，旨在明确稻田灌溉河流CH₄和N₂O的排放特征、排放强度及其主要驱动因子.结果表明，观测期内c（CH₄溶存）的年平均值为（390.57±43.95）nmol·L-1（92.80~1577.54 nmol·L-1），c（N₂O溶存）的年平均值为（40.23±3.20）nmol·L-1（10.05~75.40 nmol·L-1）.CH₄和N₂O的排放通量（年平均）分别为（20.73±6.08）mg·（m2·h）-1和（34.30±7.12）μg·（m2·h）-1.CH₄和N₂O溶存浓度和排放通量整体上均呈现出春夏排放高，秋冬排放低的季节变化趋势.两年CH₄累计排放总量为（3876.30±1153.96）kg·hm-2，N₂O累计排放总量为（5.74±0.98）kg·hm-2.两者持续性全球增温潜势（SGWP，以CO₂-eq计）平均为（87.99±15.73）t·（hm2·a）-1.CH₄排放通量与水温、底泥可溶性有机碳（DOC）显著正相关，而与水体溶解氧（DO）显著负相关；N₂O排放通量与水温、水中铵态氮（NH₄+-N）和硝态氮（NO₃--N）显著正相关，而与水体DO显著负相关.该研究可为科学估算我国农业灌溉流域CH₄和N₂O排放总量提供数据支撑和重要参考.

关键词：甲烷(CH4),氧化亚氮(N2O),溶存浓度,通量,灌溉河流,影响因素,