甲烷排放对全球气候变化的影响课件.ppt

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1、关于甲烷排放对全球气候变化的影响现在学习的是第1页，共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，主要指人类活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：动所增加的气体成分：CO2、CH4、N2O、对流层、对流层O3、氯氟烷烃类。这也是人类能够主动控制的部分。、氯氟烷烃类。这也是人类能够主动控制的部分。现

2、在学习的是第2页，共29页1984年以来大气CH4浓度变化1984年以来大气CH4浓度年变化率现在学习的是第3页，共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现在学习的是第4页，共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(1

3、997)(1997)LelievelLelieveld et al d 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

4、穴2020-20202020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

5、：注：A A，反刍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现在学习的是第5页，共29页废弃的热带蚁穴，高4米现在学习的是第6页，共29页YearCH4 emission(Tg/yr)Estimated CH4 emissions from rice fields in the world IPCC,1992Global source:598 Tg/yr(IPCC,TAR)1963现在学习的是第7页，共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 wi

6、th measured flux 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

7、et al.(1995)5%of 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 现在学习的是第8页，共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 model

8、16.2Yao et al.(1996)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 estimates9.7-16.2Ma

9、tthews et al.(2000)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现在学习的是第9页，共29页Estimated CH4 emissions from rice fields in

10、 China YearCH4 emission(Tg/yr)HangzhouSichuan现在学习的是第10页，共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 现在学习的是第11页，共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氧化现在学习的

11、是第12页，共29页土壤内源土壤内源CH4氧化氧化CH4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现在学习的是第13页，共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

12、沼泽干季0.7-50寒温带森林0.2-3.5沼泽0-7.1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现在学习的是第14页，共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 f

13、ield measurements collected from literature b)cited from Qi et al.,2002 现在学习的是第15页，共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通过水稻植株传输现在学习的是第16页，共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现在学习的是第17页，共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现在学

14、习的是第18页，共29页影响土壤影响土壤CH4排放（吸收）的主排放（吸收）的主要因素要因素生物气候因素土壤因素人为因素现在学习的是第19页，共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现在学习的是第20页，共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-等氧化物含量现在学习的是第21页，共29页人为因素人为

15、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现在学习的是第22页，共29页水分和有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现在学习的是第23页，共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

16、季土壤水分，%WFPSY=0.2846e0.0861xR2=0.885现在学习的是第24页，共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现在学习的是第25页，共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 Supp

17、ort Unit,IPCC-NGGIP现在学习的是第26页，共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现在学习的是第27页，共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）现在学习的是第28页，共29页感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第29页，共29页