稻田温室气体排放与生物质炭减排潜力
获 奖 者：邹建文 潘根兴 熊正琴 张阿凤 王金阳
获奖单位：南京农业大学
成果简介：
项目属于土壤学和环境科学交叉领域的应用基础研究。稻田是大气温室气体甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）的重要排放源，同时稻田土壤有机碳储量大，具有较大的固碳潜力。中国是温室气体排放大国，其中农业占重要份额。中国稻田温室气体排放强度以及土壤碳汇功能备受国际社会关注。项目基于稻田温室气体排放通量长期原位观测资料和基础数据，采用原位观测、模型模拟和数据集成等方法，建立了稻田综合温室效应评估的方法与指标体系、阐明了中国稻田N2O排放及土壤碳汇功能的时空分布特征、揭示了生物质炭与土壤有机碳互作机制、明确了生物质炭的稻田土壤固碳减排途径与潜力。主要发现点和科学价值如下：
1、建立了基于模型模拟反演与通量原位观测相结合的稻田综合温室效应评估方法，构建了稻田综合温室效应评估指标体系，为不同类型农田生态系统的综合温室效应评估提供了基础方法。基于综合温室效应评估，提出了淹水-烤田-淹水、在非水稻季高碳氮比秸秆还田和平衡施肥实现稻田综合减排的水碳氮管理方案。
2、定量评估了稻田N2O排放系数和稻田土壤固碳功能，明确了我国稻田N2O排放强度和稻田土壤固碳潜力，揭示了稻田N2O排放时空分布特征和土壤碳汇空间分布特征。建立的适合不同水分管理方式的N2O排放系数被IPCC-TFI-EFDB收录，推荐用于稻田N2O排放国家清单编制。首次基于实证资料明确了中国稻田土壤的碳汇功能，对纠正国际同行关于上世纪90年代中国农田土壤有机碳储量下降的观点提供了主要科学依据和数据支撑。
3、揭示了生物质炭对土壤有机碳分解的负激发效应及其作用机制，定量辨析了生物质炭不同组分在土壤的滞留效应。提出了生物质炭较低的分解速率及其对土壤有机质的负激发效应是增加土壤碳汇功能的直接和间接归因。
4、首次实证提出了稻田温室效应综合减排的生物质炭途径，揭示了生物质炭的稻田减排机制，科学评估了其减排潜力。阐明了生物质炭施用实现水稻高产、氮素养分高效和温室气体综合减排的协同原理。
8篇代表性论文发表在Global Change Biology（3篇）、Global Change Biology Bioenergy、Global Biogeochemical Cycles和Plant and Soil等环境和土壤学领域著名期刊，8篇代表性论文被SCI他引1320次，总他引1774次，单篇最高SCI他引297次，单篇最高总他引369次。其中，5篇代表性论文入选ESI前1%高被引论文，3篇论文SCI引用次数居刊载期刊当年所发论文的第1位，推动了生物质炭的农田固碳减排研究，提升了国际影响力。
项目成果深化了对稻田温室气体排放规律、排放强度和生物质炭减排潜力的认识，为我国编制农业温室气体排放清单、履行《联合国气候变化框架公约》义务和农业自主减排做出了贡献。项目部分成果被IPCC报告采用，入编《第二次国家气候变化评估报告》和《中国气候与环境：2012》科学评估报告，向国家提出农业固碳减排咨询报告1份，用于联合国气候变化咨商事务。
