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  • 地理位置

    栾城暖温带半湿润旱作农田通量观测站位于河北省石家庄市东南(37°53’N,114°41’E,海拔50.1 m),属于中国生态研究网络(CERN)及国家生态系统观测研究网络(CNEN)的中国科学院栾城农业生态系统试验站。站内建有通量塔一座(37°31' 57″ N, 114°24'46″ E ),塔下植被为冬小麦-夏玉米。该站代表了华北平原北部典型潮褐土高产农业生态类型。

  • 气象特征

    站点属暖温带半湿润季风气候,多年平均气温12.3 ℃,年降水量530.8 mm,年太阳辐射总量543.3 KJ/cm2,年日照时数2608 h,日照百分率为59.1 %, ≥0℃的积温为4710 ℃·d。无霜期200 d。光热资源丰富,雨热同期,利于农业生产。

  • 植被与土壤

    栾城站是农业试验站,主要以冬小麦-夏玉米为主要作物,一年两季。冬小麦冠层高度约为1m,夏玉米冠层约为2m。土壤类型以潮褐土为主,质地为壤土,随土壤深度不断变化依次为粉砂壤、壤土和粘壤。表层土壤(0-30 cm)总有机质含量为16.7g·kg-1, 总氮含量1.40 g·kg-1,速效氮含量 148 mg·kg-1,速效磷含量9.3 g·kg-1,速效钾含量95.6 mg·kg-1

  • 观测系统

    栾城暖温带半湿润旱作农田通量观测站共安装了2层常规气象系统、开路式涡度相关通量观测系统.同时具备土壤CO2、CH4和N2O排放量的箱式法观测系统。其中通量观测超声风速仪和CO2,H2O红外分析仪安装高度为3m。常规气温和辐射观测仪器安装高度为3m。土壤温度监测探头安装深度为0,5,10,15,20,40,60和80cm。

    栾城站通量观测始于2007年11月5日,数据采集频率为10Hz,通量平均时间为30min。

  • 负责人

    王玉英   

    E-mail:wangyuying@sjziam.ac.cn

  • 通量观测负责人

    王玉英              副研究员        

  • 观测研究骨干

    李晓欣          副研究员

    董文旭          副研究员

  • 自然科学基金

    1、小麦(C3)/玉米(C4)两熟农田呼吸过程的碳同位素分馏研究       (王玉英    2015-2018)

    2、灌溉农田动态耗水结构与群体蒸腾效率的稳定同位素研究        (张玉翠     2015-2017)

    3、华北平原农业土地利用变化对蒸散和地下水消耗的影响机理        (沈彦俊     2015-2018)

  •  

    1、通过静态箱-气相色谱法对不同氮肥施入水平下,冬小麦-夏玉米轮作农田生态系统土壤-大气界面N2O排放进行观测,结果表明N2O排放与N肥施入量呈正线性相关关系;产量比例的N2O排放与N肥施入量呈立方关系。产量比例的N2O排放在氮肥施入量为136 kg N ha-1 yr-1时最低,同时发现最高作物产量在施氮量为317 N ha-1 yr-1时达到最高。该施氮水平是同时考虑粮食安全与环境效益的最佳氮肥施入量。该结果发表在Atmospheric Environment 55, 2012: 240–244。

    2、我们利用土壤剖面气体采样器和气相色谱技术对不同施氮处理,冬小麦-夏玉米轮作农田生态系统0-300cm土壤剖面CH4, CO2和N2O进行观测。研究结果表明土壤剖面中CH4浓度随深度增加而降低,施氮对土壤剖面CH4产生无显著影响;土壤剖面中CO2浓度随深度增加而增加,且存在明显季节变化,施氮对土壤剖面CO2 产生无显著影响;土壤剖面中N2O浓度随深度增加而增加,且施肥灌溉等农田管理措施 及降水等均会造成短期N2O排放高峰,施氮显著增加土壤剖面各层N2O 浓度。该研究对冬小麦-夏玉米轮作农田生态系统土壤剖面CH4, CO2和N2O产生和消耗过程提供了进一步的证据。相关研究结果发表在Agriculture, Ecosystems and Environment,164, 2013: 260–272.

    3、我们利用Fick定律计算了4个氮肥施入水平下(0, 200, 400 and 600 kg N ha−1 year−1),冬小麦-夏玉米轮作农田生态系统土壤剖面7个层次(0–30, 30–60, 60–90, 90–150, 150–200, 200–250 and 250–300 cm) CO2, CH4和N2O的扩散需率。结果表明,氮肥施入显著增加0-90cm土层N2O通量,但对CO2和CH4无显著影响。0-60cm土层是大气CH4吸收汇,和CO2与N2O排放源;超过90%的CO2, CH4和N2O年累计排放量来自90cm以上土层,大于90cm土层既非温室气体源也非汇,主要表现为一个储藏层功能。相关研究结果发表在PLOS ONE 9, 2014 (6): e98445.

站点景观