3.4 黄淮海平原耕层土壤CO2年排放动态
应用修正的CQESTR模型,计算耕层土壤CO2年排放量、耕层SOM年矿化率MR、土壤表观年呼吸通量。部分结果及研究时段平均作物年产量 (Mean AY)见表3.3,详细内容见附表1。
表3.3 研究时段年均作物产量AY、年均SOM矿化率MR、耕层CO2年均排放量及表观年均呼吸量
① 表示对照占施肥处理相对比率。
同一试验地点、同一处理年际间有机物产量存在较大差异,使得年际之间变化较大 [图3.14 (a)]。以衡水A试验点为例 (图3.14)。在1982—2002年间,A1B1的产量变幅较小,因此,年际变幅较小,为232.2~439.6gCO2/(m2 ·a),平均值为337.1gCO2/(m2·a)。A4B1产量年际变幅较大,因此,年际变幅较大,为354.6~1804.6gCO2/(m2·a),平均为862.6gCO2/(m2·a)。虽然A1B4产量变幅较小,但3年投入秸秆与3年不投入秸秆使得年际间物料还田量差异较大,因此,年际变幅较大,为311.6~1807.0gCO2/(m2 ·a),平均值为994.4gCO2/(m2 ·a)。A4B4兼有 A1B4、A4B1的特点,因此,年际变幅更大,为429.1~3282.6gCO2/(m2 ·a),平均值为1529.6gCO2/(m2·a)。
图3.14 衡水试验点研究时段作物年产量、耕层CO2排放通量
受有机物料还田量的强烈影响,还田水平越高,越大。总体上,AY与呈极显著线性相关 [y=96.5x+207,R2=0.4177,n=1306,图3.15 (a)],AY每增加1000kg/hm2时,提高96.5gCO2/(m2 ·a)。在无其他外源有机物料投入时,即对无机肥处理而言,这一相关关系更为紧密且斜率较低 (y=94.6x+210.9,R2=0.634,n=541),这是因为,其他外源有机物料的投入降低了根茬自然还田对的贡献。
由图3.15(a)和图3.15(b)可以直观看出,在3年施肥阶段,作物产量及相应的根茬自然还田水平、秸秆还田量越高,越大。就衡水A试验点16个处理来说,随着化肥施用量和玉米秸秆还田量的增加,增加,其平均值从无肥处理 A1B1的337.1gCO2/(m2·a)变化到A4B4的1529.6gCO2/(m2·a),仅占高秸还田量A4B4处理的22.0%。自1999年后衡水试验点改为连续施肥,施肥处理相对高而稳定,在2000—2002年A4B1和A4B4平均值高达1487.3gCO2/(m2·a)和2873.5gCO2/(m2·a)。