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《Environmental Science & Technology》发表水稻栽培团队“Unexpected parabolic temperature dependency of CH4 emissions from rice paddies”

发布人: 发布日期: 2022-04-04 浏览次数:

气候变暖日益加剧,而稻田甲烷(CH4)排放对气温升高的响应依旧扑朔迷离即正响应、负响应或无响应都常被报道。南京农业大学丁艳锋教授团队联合国内外优势团队发现稻田CH4排放对气温升高响应的不确定性主要由淹水期背景气温导致,即适中的背景温度下响应强而低温或高温响应弱。增温导致的稻田CH4的增排效应被主流模型严重低估。相关研究成果以“Unexpected parabolic temperature dependency of CH4 emissions from rice paddies”在线发表在《Environmental Science & Technology》。

气候变暖已成不争的事实,相比于工业革命前,全球地表大气温度已经升高了1 ºC左右。温度是影响甲烷产生菌和氧化菌活性的关键因素之一,但稻田CH4排放对增温的响应存在巨大的不确定性,有些增温试验发现增温增加稻田CH4排放但也有试验发现无影响或减排,但导致这种不确定性的机制仍不清楚,也导致了试验研究很难用于区域评估。南京农业大学水稻栽培团队等利用多年多点田间试验和meta分析发现增温对稻田CH4排放的影响与淹水期背景温度呈抛物线关系。其机制是土壤CH4产生菌和氧化菌对增温的响应在不同背景温度下不尽相同。在中温区,增温增加CH4产生菌丰度比低温和高温区更强烈;在低温区,增温对水稻生长促进明显,进而分泌更多O2、提高甲烷氧化菌丰度,而在中、高温区增温对甲烷氧化菌影响不大。

基于目前的田间试验结果推测增温1℃将增加我国稻田CH4排放量的12.6%,这一数值是主流稻田CH4模型预测值的1.8倍,其原因是模型中增温对稻田CH4影响的参数与田间观察结果不符。本研究可以增强对全球气候变化下稻田CH4排放的科学认识,可为低碳排放的稻作技术创新和CH4排放模型改进提供科学依据。该成果以南京农业大学钟山青年研究员钱浩宇为第一作者,江瑜教授为通讯作者。研究得到了国家自然科学基金优秀青年基金、中央高校基本科研专项资金、十三五国家重点研发计划和中国博士后科学基金等项目资助。

文章链接https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.est.2c00738