吉林西部盐碱水田区全球变暖潜势研究

为了探讨吉林西部土地整理工程对区域全暖所做贡献，基于实测的水田土壤温室气体数据，进行区域温室气体排放分析，为进一步评估水田开发对全球变暖的影响提供科学依据。以吉林省西部盐碱水田区为研究对象，将野外调查采样和小区试验相结合，采集了水田的0~30 cm表层土壤样品带回进行小区实验。在小区内挖取100 cm×100 cm×50 cm的坑，在土坑底部铺设塑料布后，将从采样点带回的土壤填进坑内灌水，种植水稻，6块样地分别为不同开发年限，其处置模式与前郭当地的水肥管理相同，样地周围挖掘了排水渠。通过静态箱-气相色谱法监测水稻生长期土壤所释放的温室气体 CH4，N2O 和CO2，计算水稻不同生长时期温室气体排放量及贡献率，估算研究区的区域变暖潜势（GWP），结合30年水田面积变化加权法分析温室气体GWP贡献率。结果表明：水田生长期温室气体排放总量（以CO2气体计）随着开发年限的增加呈递增趋势，水田开发过程中CO2、CH4和N2O各时期温室气体排放的贡献率都有一定变化，CO2气体排放贡献率占主导地位在80%左右，CH4的贡献率16.69%~20.39%，是N2O的14~22倍，水田CH4气体的排放对研究区综合温室效应有较大贡献，水田开发初期N2O气体贡献率较成熟水田相比较高。在水稻生长旺盛期CO2气体贡献率下降明显，CH4气体贡献率显著升高，N2O气体贡献率变化不大，在返青期和成熟期CH4和N2O 2种气体贡献率均较小，其中，除成熟期外新开发水田的CH4气体贡献率均高于成熟水田，在水稻生长发育较快速的分蘖期、拔节孕穗期和抽穗开花期，CO2气体贡献率下降且降幅明显，该阶段CH4气体对温室效应的贡献比重加大，远高于N2O气体。在水稻成熟期，3种温室气体的贡献率与其他时期相比发生较大变化，CH4比 N2O 略有优势，CO2所占比例恢复至95%。这主要与水稻生长期间土壤条件的变化有关，生长旺盛期，淹水层为土壤中微生物提供了良好的厌氧条件，使得 CH4贡献率增加。而成熟期水层浅，后期排水落干的条件不利于 CH4排放，N2O相比于成熟后植物呼吸作用大于光合作用产生的较多CO2来说基本属于痕量气体。研究区GWP产生总量持续增加，且增长幅度与水田面积增加趋势一致。新开发水田对温室效应的贡献很大，这与本研究区近20年来大力发展水稻种植业有直接关系。说明吉林西部盐碱水田面积大规模的开发对区域变暖做出了一定贡献。