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1、关于甲烷排放对全球气候变化的影响第一页，本课件共有29页温室气体温室气体H2O、CO2、CH4、N2O、O3、氯氟烷烃类、氯氟烷烃类温室效应气体，简称温室气体，是指大气中存在温室效应气体，简称温室气体，是指大气中存在的能吸收红外辐射并对大气有加热效果的所有气的能吸收红外辐射并对大气有加热效果的所有气体的总称，它们是：体的总称，它们是：作为全球气候变暖原因的温室气体，主要指人作为全球气候变暖原因的温室气体，主要指人类活动所增加的气体成分：类活动所增加的气体成分：CO2、CH4、N2O、对流层对流层O3、氯氟烷烃类。这也是人类能够主、氯氟烷烃类。这也是人类能够主动控制的部分。动控制的部分。第二页，
2、本课件共有29页1984年以来大气CH4浓度变化1984年以来大气CH4浓度年变化率第三页，本课件共有29页土壤甲烷排放土壤甲烷排放大气大气CHCH4 4的源和汇的源和汇土壤土壤CHCH4 4的基本过程的基本过程生成生成氧化氧化传输传输影响土壤影响土壤CHCH4 4排放的主要因素排放的主要因素土壤土壤CHCH4 4排放的测定方法排放的测定方法第四页，本课件共有29页大气大气CHCH4 4源和汇（源和汇（TgCHTgCH4 4/年）年）来源来源年代年代Fung et Fung et alal(1991)(1991)1980s1980sHein et Hein et alal(1997)(1997
3、)Lelieveld Lelieveld et al et al(1998)(1998)19921992Houweling Houweling et al et al(1999)(1999)Mosier et Mosier et al(1998)al(1998)19941994Olivier Olivier et al et al(1999)(1999)19901990Cao et alCao et al(1998)(1998)SARSAR1980s1980sTARTAR1990s1990s自然源自然源湿地湿地115115237237225B225B1451459292蚁穴蚁穴2020-202
4、02020海洋海洋1010-15151515HydratesHydrates5 5-1010-人为源人为源能源能源757597971101108989109109垃圾填埋垃圾填埋40403535404073733636反刍动物反刍动物808090A90A1151159393808093A93A废物处理废物处理-A A2525-1414A A水稻生产水稻生产1001008888B B-25-5425-5460605353生物燃烧生物燃烧555540404040404034342323其它其它-20201515总源总源500500587587600600597597598598注：注：A A，反刍
5、动物与废物处理之和；，反刍动物与废物处理之和；B B，湿地与水稻生产之和，湿地与水稻生产之和第五页，本课件共有29页废弃的热带蚁穴，高4米第六页，本课件共有29页YearCH4 emission(Tg/yr)Estimated CH4 emissions from rice fields in the world IPCC,1992Global source:598 Tg/yr(IPCC,TAR)1963第七页，本课件共有29页我国稻田CH4排放量估算文献估算方法CH4排放量(Tg CH4/yr)Khalil et al.(1991)Extrapolated with measured flu
6、x of 50 mg CH4 m-1 h-130Bachelet and Neue(1993)5%of net primary productivity(NPP)30%of C inputs adjusted for soil 30%of C input 0.5 g CH4 m-2 day-1 13.4614.71 21.32 21.6 Wassmann et al.(1993)Extrapolated with measured fluxes18-28Wang et al.(1994)Regional Emission factors 152 Bachelet et al.(1995)5%o
7、f net primary productivity(NPP)Regression equation using C,N input and temperature30%of C input 6.7910.4716.0 Kern et al.(1995)Regression equation using C,N input and temperature 9.97 第八页，本课件共有29页我国稻田CH4排放量估算文献估算方法CH4排放量(Tg CH4/yr)Cao et al.(1995)Process-based methane emission model16.2Yao et al.(19
8、96)Regional emission factors15.3Kern et al.(1997)Regression equation using C,N and C/N ratio9.93.0Cai(1997)Classifying rice fields based on water regime and organic C input8.053.68Huang et al.(1998)Empirical model7.19-13.62Sass et al.(1999)From reviewing reported estimates9.7-16.2Matthews et al.(200
9、0)Process-based Methane Emissions from Rice EcoSystems(MERES)model3.73Li et al.(2002a)Process-based model considering climate,water management,organic input,etc9.67-12.66Yan et al.(2003)Region-specific CH4 emission factors7.67第九页，本课件共有29页Estimated CH4 emissions from rice fields in China YearCH4 emis
10、sion(Tg/yr)HangzhouSichuan第十页，本课件共有29页土壤土壤CH4的基本过程的基本过程-CH4生成生成CH4生成的条件生成的条件强烈的还原条件（强烈的还原条件（Eh-150mV)-淹水和渍水土壤淹水和渍水土壤产甲烷菌的存在产甲烷菌的存在产甲烷前体的存在：产甲烷前体的存在：CO2、甲醇、甲胺、乙酸等、甲醇、甲胺、乙酸等适宜的温度适宜的温度 第十一页，本课件共有29页土壤土壤CH4氧化氧化土壤CH4氧化是一个微生物过程，只有在甲烷氧化菌的参与下才能进行。根据CH4来源和浓度不同可以区分成：内源CH4氧化大气CH4氧化第十二页，本课件共有29页土壤内源土壤内源CH4氧化氧化C
11、H4生成于体系（垃圾填埋场）或土壤内部（厌气区域），CH4浓度高，但浓度变化大（如稻田）CH4氧化发生的区域：界面（水土、气土、根土）和其它好气区域参与内源CH4氧化的甲烷氧化菌为一类对甲烷亲和力低，但氧化速率大的细菌在稻田土壤中，CH4氧化占生成量的50-90%，随水稻生长期而有很大的不同第十三页，本课件共有29页不同生态系统类型对不同生态系统类型对CH4的吸收或排放的吸收或排放（mg/m2/h)吸收大气CH4的系统排放CH4的系统生态类型CH4吸收生态类型CH4吸收生态类型CH4吸收山地草甸1.2温带森林0.12-3.84稻田1-60沼泽干季0.7-50寒温带森林0.2-3.5沼泽0-7.
12、1草地0.14-1.46红松林1.88-4.08泥碳地0.03-8.33热带森林0.14-0.58旱耕农地0.08间歇淹水旱地0-0.9亚热带森林1.25苔原0.6-1.2淡水域0-4.17第十四页，本课件共有29页我国好气土壤对大气CH4的吸收利用类型CH4 吸收速率(kg CH4 ha-1 y-1)年吸收量(Gg CH4 y-1)最小值最大值平均值草地1.866.743.391.54(10)a)1624737森林2.537.804.941.56(21)603190农田1.56b)223全部2450a)the number of field measurements collected fr
13、om literature b)cited from Qi et al.,2002 第十五页，本课件共有29页土壤土壤CH4传输传输土壤CH4传输的主要途径植株气泡扩散在稻田中，平均约80%的CH4通过水稻植株传输第十六页，本课件共有29页稻田中稻田中CH4的生成、氧化和传输过程的生成、氧化和传输过程Eur.J.Soil Biol.37(2001):25-50第十七页，本课件共有29页土壤土壤CH4排放（吸收）的特点排放（吸收）的特点时间变化大时间变化大日变化日变化季节变化季节变化年际变化年际变化空间变化大空间变化大第十八页，本课件共有29页影响土壤影响土壤CH4排放（吸收）的排放（吸收）的主
14、要因素主要因素生物气候因素土壤因素人为因素第十九页，本课件共有29页生物气候因素生物气候因素-温度温度CH4生成的最佳温度：30-35CCH4氧化的最佳温度：30-35CCH4生成对温度的敏感性大于CH4氧化。CH4生成的Q10约为4.6。在温度低于1C仍能观察到CH4氧化最佳温度与生态系统的环境温度有关，寒冷地区的土壤最佳温度低于暖热地区的最佳温度第二十页，本课件共有29页土壤因素土壤因素土壤类型Eh有机质含量和性质pH质地Fe、Mn、NO3-、SO42-等氧化物含量第二十一页，本课件共有29页人为因素人为因素土壤利用水田旱地稻田水分管理施肥农药等水稻品种第二十二页，本课件共有29页水分和有
15、机肥施用对我国稻田CH4排放量的影响(mg CH4/m2/h)施肥施肥水分类型水分类型间歇灌溉间歇灌溉连续灌溉连续灌溉常年淹水常年淹水平均平均化肥化肥2.688.0317.034.66堆肥堆肥15t13.8115.5666.9625.85平均平均9.6711.5652.75第二十三页，本课件共有29页Kang and Cai.NCA,2002我国稻田CH4排放量的空间变化及其关键控制因素020406080100封丘南京长沙鹰潭 CH CH4 emission,g/m2苏州广州句容203040506070冬季土壤水分，%WFPSY=0.2846e0.0861xR2=0.885第二十四页，本课件共
16、有29页IPCCIPCC划分的水稻水分类型划分的水稻水分类型灌溉稻田灌溉稻田（进一步划分非水稻生长期淹水时间）（进一步划分非水稻生长期淹水时间）连续灌溉连续灌溉间歇灌溉间歇灌溉-一次排水一次排水间歇灌溉间歇灌溉-多次排水多次排水雨养稻田雨养稻田淹水为主淹水为主干燥为主干燥为主深水稻田深水稻田水深水深50-100cm50-100cm水深水深100cm100cm第二十五页，本课件共有29页IPCC排放清单指南对稻田CH4部分的历次修改情况引自引自Leandro Buendia,Technical Support Unit,IPCC-NGGIP第二十六页，本课件共有29页水稻种植前土壤水分的缺省系数引自2006IPCC国家温室气体排放清单编制指南第二十七页，本课件共有29页氮肥对氮肥对CH4氧化的影响氧化的影响铵态氮肥抵制CH4氧化对于CH4排放土壤，增加排放量对于氧化大气CH4的土壤，减少土壤对大气CH4的吸收在有效氮素缺乏的自然土壤在一定范围内促进CH4氧化铵态氮肥抑制CH4氧化的特点瞬时的抑制作用（稻田、其它旱作土壤）长时效的抑制作用（铵态氮消失后，抑制作用继续存在，可以长达10余年，只在旱作土壤发生）第二十八页，本课件共有29页感谢大家观看第二十九页，本课件共有29页