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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

世界各地极端气候和重大自然灾害频发，引发人们对人与自然关系的强烈关注。气候变暖是当今全球性的环境问题，其主要原因是由于大气中温室气体浓度的不断增加。n₂o与ch₄是长期存在于大气中的重要温室气体，会引发全球温室效应。

相关研究表明，从1990年到2005年，人类源引起的温室气体的排放已经增加了接近17%(forster p，2007),而农业生产活动所排放的温室气体则是人类活动引起的温室气体排放源的重要部分，其中，氮肥的大量施用造成了大量的n₂o排放，据估算，2005年全球农业生态系统温室气体排放总量相当于人源排放量的12%；农业生态系统对ch₄和n₂o排放的贡献分别相当于人为源排放的47%和58%(ipcc,2007)。预计到2030年，由氮肥投入以及动物排泄物所造成的n₂o排放将增加35%-60%(ipcc,2007)，与此同时，农业活动产生的ch₄排放也同样不容忽视。

生物黑炭（biochar）是各种作物秸秆、生活垃圾等在无氧条件下高温热解后的固态产物的统称(潘根兴等，2010)。由于生物黑炭的化学和微生物惰性以及土壤团聚体的物理保护使得其成为土壤的惰性碳库，只有 5%的碳经过土壤微生物的作用重新释放到大气，而土壤多固定了20%的碳，这样就产生净的碳吸收（lehmann j等，2007），而添加生物黑炭后，作物的ch₄、n₂o排放通量减少, 可能是由于生物黑炭施入后土壤容重降低, 通气性改善, 加上生物黑炭的高c/n比, 限制了氮素的微生物转化和反硝化, 从而改变了农田生态系统的氮循环(lehmann j等，2006)。

2. 研究的基本内容

采用静态暗箱-气相色谱法对稻田生态系统进行原位监测，研究生物黑炭对稻田温室气体（CH₄和N₂O）排放和水稻产量的影响；估算生物黑炭对稻田综合温室效应和温室气体强度的影响。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实验方案

以稻田生态系统为研究对象，观测生物黑炭对稻田ch₄和n₂o的排放的影响。试验设置n0b0、n1b0、n1b1、 n1b2四个处理，每个处理重复三次，采用随机区组设计排列。每个小区的面积为 20 m² (5 mx4 m)。供试水稻品种为淮稻5号。除了不施肥处理（n0b0）外，其余各处理的施氮量相同，在水稻生长期间均为300 kg n /ha，并按照4：3：3比例作为基肥、分蘖肥、和孕穗肥施入。生物黑炭在施基肥之前，一次性施入到土壤中，并混匀。施用水平为0,20,40t ha-1.

采用静态箱-气相色谱法测定ch₄和n₂o排放通量。采样时，用注射器在0、10、20、30min后分别连续采集4针气体。然后注射去事先抽好真空的真空瓶中，带回实验室用安捷伦7890b进行测定。采样频率为每周一次，3次施肥和烤田期间每隔一天采集一次，持续1个周。

4. 参考文献

1. forster p,ramaswamy v,artaxo p,et al.changesin atmospheric constituents and in radiative forcing.chapter2 [c] // ipcc 2007a:climate change2007.cambridge,cambridge university press,2007.

2. ipcc,technical summary.in climate change 2007:the physical science basis contribution of working group to the fourth assessment report of the ipcc［m］．new york：cambridge university press，2007：31－34．

3. lehmann j.a handful of carbon [j].nature,2007,447（10）：143-144.