全球氣候變化,關(guān)注農(nóng)田減"氮"

眾所周知,溫室氣體是導(dǎo)致全球氣候變化的主要驅(qū)動(dòng)因素.然而提起溫室氣體,大多數(shù)人都會(huì)想到二氧化碳和甲烷,對(duì)氧化亞氮卻多有忽略.科學(xué)依據(jù)表明:(1)氧化亞氮是全球排名第三的溫室氣體,其在百年尺度內(nèi)的增溫效應(yīng)是其等量二氧化碳的近300倍.(2)農(nóng)田是氧化亞氮的全球第一大排放源,占全球氧化亞氮排放總量近60%.(3)我國(guó)農(nóng)田氧化亞氮排放量約占全球總排放量的1/4,且隨著近年來(lái)氮肥施用量的增加而急劇上升.因此,采用合適的計(jì)算方法來(lái)估算農(nóng)田氧化亞氮直接排放量,不僅可明確農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)氣候變化的影響程度,還可為發(fā)展農(nóng)田減排技術(shù)提供數(shù)據(jù)支撐.

2019年7月31日,南京農(nóng)業(yè)大學(xué)土壤學(xué)科溫室氣體計(jì)量團(tuán)隊(duì)與英國(guó)阿伯丁大學(xué)、愛(ài)丁堡大學(xué)學(xué)者聯(lián)合開(kāi)展的中國(guó)農(nóng)田氧化亞氮直接排放因子相關(guān)研究成果,在線發(fā)表于《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》(Environ.Sci. Technol.)雜志.該研究基于我國(guó)農(nóng)業(yè)區(qū)、作物類型和農(nóng)田管理類型,通過(guò)準(zhǔn)確量化中國(guó)農(nóng)田氧化亞氮排放因子、控制氮肥施用,在保證作物產(chǎn)量最大化的同時(shí)減少氧化亞氮排放,為未來(lái)我國(guó)溫室氣體清單編制提供方法學(xué)和數(shù)據(jù)支撐.

1.研究采用排放因子法,與模型模擬法相比,用極為有限的數(shù)據(jù),即僅知道氮素投入量,便能得到盡可能準(zhǔn)確的估計(jì),估算不確定性降低到7%.

2.研究通過(guò)文獻(xiàn)搜集,建立了包含1151組觀測(cè)值的中國(guó)農(nóng)田氧化亞氮排放數(shù)據(jù)庫(kù),然后將不同方法計(jì)算得出的排放因子進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià).結(jié)果發(fā)現(xiàn),氮素投入量與氧化亞氮直接排放量的線性回歸方法的解釋度最高,且模擬效果最好.以2016年為例,中國(guó)農(nóng)田因化肥投入引起的氧化亞氮年直接排放量為30.5萬(wàn)噸,95%置信區(qū)間為28.3~32.7萬(wàn)噸.這說(shuō)明氧化亞氮直接排放的多少,有可能取決于氮肥施用量的多少.

3.研究針對(duì)我國(guó)農(nóng)田氧化亞氮排放因子存在巨大的農(nóng)業(yè)區(qū)差異和作物類型、肥料類型及水分模式等管理影響差異,繪制了高分辨率的我國(guó)九大農(nóng)業(yè)區(qū)農(nóng)田氧化亞氮排放空間分布圖.根據(jù)分析圖顯示,氧化亞氮排放最高的區(qū)域分布在長(zhǎng)江中下游地區(qū)(特別是江蘇東部)、黃淮海地區(qū)、東北地區(qū)(特別是松嫩平原),這些地區(qū)是提高氮肥利用率、減少氧化亞氮排放的重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域.

4.研究發(fā)現(xiàn),氣候條件、土壤理化性質(zhì)、農(nóng)田管理(包括灌溉、秸稈還田、土壤調(diào)理劑使用等)均會(huì)對(duì)土壤氧化亞氮排放產(chǎn)生不同的影響.

5.農(nóng)田中的氧化亞氮直接排放主要是由于人為氮肥施用造成的.氮肥的投入量以及氮肥的形式、施用方法、施用時(shí)期等是農(nóng)田氧化亞氮排放最主要的影響因素.

6.減少氧化亞氮排放,最重要的途徑是提高氮素利用率.采取一些管理措施,比如配合施用有機(jī)無(wú)機(jī)肥、添加生物質(zhì)炭,以及使用氮肥增效劑及緩控釋肥、水肥一體化管理等,都可以有效提高當(dāng)季氮肥利用率.

7.研究還發(fā)現(xiàn),在農(nóng)田中,由于前季作物種植施用的氮素殘留會(huì)對(duì)氧化亞氮排放產(chǎn)生影響,冬閑田的溫室氣體排放也不容忽視.不過(guò),其如何排放以及排放量在農(nóng)業(yè)溫室氣體排放中貢獻(xiàn)如何,仍有待進(jìn)一步研究.

減"氮"行動(dòng),刻不容緩.根據(jù)今年6月,我國(guó)向《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》秘書處提交的《中華人民共和國(guó)氣候變化第三次國(guó)家信息通報(bào)》和《中華人民共和國(guó)氣候變化第二次兩年更新報(bào)告》顯示,我國(guó)在2010年和2014年的國(guó)家溫室氣體清單與2005年國(guó)家溫室氣體清單的回算結(jié)果對(duì)比,農(nóng)業(yè)活動(dòng)氧化亞氮排放量有所增加."溫室氣體減排——農(nóng)田減排——減少氧化亞氮排放——控制氮肥施用——提高氮肥利用率",如何減氮?減多少氮?無(wú)疑落腳點(diǎn)在肥料.因此,從提高氮肥利用率入手,是減少溫室氣體排放的科學(xué)有效途徑.實(shí)踐證明,腐植酸在提高氮肥利用率、減少氮肥損失方面效果十分顯著.因此,基于氣候變化,大力反哺腐植酸氮肥十分必要.與此同時(shí),我們要加強(qiáng)腐植酸肥料相關(guān)方面研究,用更為科學(xué)的研究結(jié)果提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐.