气候变化下基于DayCent的旱地玉米农田温室气体排放通量模拟

• Published in: 农业工程学报 Vol. 39; no. 11; pp. 128 - 136
• Main Authors: 闫琪, 张淑鑫, 侯文姬, 王丽梅, 张耀
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室,杨凌712100%Natural Resource Ecology Laboratory,Colorado State University,Fort Collins,CO 80523,USA 01.06.2023; 西北农林科技大学资源环境学院,杨凌712100%西北农林科技大学资源环境学院,杨凌712100
• Subjects: greenhouse gases; 温室气体排放; 玉米; elevated CO2; 模型; model; 气候变化; CO2浓度升高; maize; 农田; farmland; climate change
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202211007

X53; 气候变化通过大气CO2 浓度、温度和降雨的改变,直接或间接影响农田温室气体排放,研究未来气候情景下农田温室气体排放对实现农业碳减排具有重要意义.为探究气候变化背景下农田温室气体排放特征,该研究在长期田间定位试验基础上,利用当前大气CO2 浓度与CO2 浓度升高条件下旱作玉米农田温室气体排放通量的田间观测数据,采用"试错法"对DayCent模型进行校验,并利用校验后的模型,根据第六次国际耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project phase 6,CMIP6)气候情景数据,预测未来SSP126(低排放水平)与SSP245(中等排放水平)气候情景下旱地玉米农田温室气体排放通量.结果表明,DayCent模型对不同大气CO2 浓度下N2O、CH4 和CO2 排放通量的模拟值与观测值高度一致,模拟效率(modeling efficiency,EF)分别为 0.58～0.87、0.45～0.65和 0.25～0.62,均方根误差(root mean square error,RMSE)分别为 0.83～1.33 g/(hm2·d)、0.67～0.82 g/(hm2·d)和 0.58～0.80 g/(m2·d),决定系数(coefficient of determination,R2)分别为 0.80～0.91、0.53～0.80和 0.53～0.85.SSP126和SSP245气候情景下,在玉米单作种植模式下旱地农田N2O和CO2 年排放量均呈现上升趋势,以2001-2020年农田温室气体排放通量为基准,到2060年N2O年排放量分别增加 22.8%和 24.9%,CO2 年排放量分别增加 6.7%和 8.0%;旱地农田CH4 年吸收量呈下降趋势,两个气候情景下分别减少 13.6%和 13.4%.未来气候情景下旱地农田仍是温室气体排放源,优化氮肥管理和农田耕作措施对实现温室气体减排具有重要意义,模拟结果可以为制定农业适应气候变化对策提供基础数据支持.