大气二氧化碳浓度和温度升高条件下稻田生态系统氧化亚氮排放动态研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

温室气体引起的全球变暖和臭氧层破坏是当今两大主要全球环境问题。

全球平均地表温度自1861年以来持续增高，自工业革命以来，化石燃料的开发利用以及土地利用变化等人类活动引起的大气中二氧化碳(co2)，甲烷(ch4)和氧化亚氮(n2o)等温室气体浓度持续增加，被视作全球变暖的主要原因。

n2o作为大气中重要的温室气体之一，其在大气中的驻留时间可达140年，其浓度由工业化前的270ppb增加到2005年的379ppb，其导致的辐射强迫增加[1]。

2. 研究的基本内容和问题

研究的目标采用静态暗箱-气相色谱法测定水稻生长季n2o排放通量，研究自由大气co2浓度升高对n2o排放特征与强度的影响。

研究的内容利用静态暗箱-气相色谱法，在常熟市白茆镇t-face平台完成完整一季水稻生态系统的n2o气体排放的原位观测实验。

同步记录采样期间气温、天气情况以及土壤温湿度等相关数据，同时定期进行土壤样本采集，并测定土壤中铵态氮、硝态氮、脲酶活性等有关土壤理化性质数据。

3. 研究的方法与方案

田间试验按照大气co2浓度升高（记为f）和温度升高（记为t）2因素2水平完全方案设计，试验处理为大气co2浓度升高，处理水平为500ppm（记为f）、温度升高，处理水平为大气环境温度增加2oc（记为t）、大气co2浓度和温度同步升高（记为o）、以及自由大气本底对照处理（记为ck）。

ck、f、t和o每个处理重复三次，共12个试验圈。

每个圈内分别设置2个底座，底座为上下两端无底、高度15cm，顶端边缘为1cm宽，2cm深同心圆状密封水槽。

4. 研究创新点

本研究依托同步模拟自由大气co2浓度升高的t-face观测研究平台，以我国太湖地区典型的稻麦轮作生态系统为研究对象，采用静态暗箱－气相色谱法原位观测不同co2浓度、温度处理下稻田生态系统n2o的排放通量，了解co2浓度升高对稻田生态系统n2o排放的影响规律。

目前国内尚未见相关领域的研究报道，国外相关研究也比较少，本试验研究结果可以填补相关领域的空白。

通过模拟气候变化的关键因子研究气候和生态环境变化大背景下生态系统对各因子及其交互作用的响应机制，为预测未来气候变化情境下稻麦轮作生态系统温室气体的排放提供科学依据。

5. 研究计划与进展

3月份查阅相关文献、撰写开题报告4月份、5月份进行相关试验及数据分析并完成论文初稿6月份进行结题总结。

通过同步模拟自由大气co2浓度升高的t-face观测研究平台，以我国地区典型的稻麦轮作生态系统为研究对象，采用静态暗箱－气相色谱法原位观测不同处理下稻麦轮作生态系统温室气体的排放通量。

预期co2浓度升高均显著增加水稻和小麦生长季n2o的排放会增加。