全 文 ：农田生态系统温室气体减排技术评价指标∗
李建政　 王迎春　 王立刚∗∗　 李　 虎　 邱建军　 王道龙
（中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 ／农业部面源污染控制重点实验室 ／中国农业科学院⁃美国新罕布什尔大学可持
续农业生态系统研究联合实验室， 北京 １０００８１）
摘　 要　 目前，国内外学者很少从评价的角度去研究农田温室气体减排技术，缺乏完整性和
统一性的评价指标，不利于对农田管理技术进行科学的判断．本研究汇总了当前可作为农田
减排技术评价的指标，遵循代表性、客观性、完整性、主导性和可操作性原则，对各项指标的合
理性进行了分析，依据我国农业生产实际情况，确定了农田生态系统温室气体减排技术的评
价指标．以单位面积粮食产量作为约束性指标，温室气体排放强度（单位产量下的温室气体排
放总量）作为综合指标，并将粮食产量、土壤有机碳变化、Ｎ２Ｏ直接排放、水田 ＣＨ４ 排放与农田
投入直接和间接排放作为后者的分项指标；依据温室气体排放强度计算公式，能够科学、系统
地评价农田减排技术的温室效应，可为我国农田减排技术的提出和推广提供科学依据．
关键词　 农田； 温室气体； 减排技术； 评价指标
文章编号　 １００１－９３３２（２０１５）０１－０２９７－０７　 中图分类号　 Ｓ１９； Ｘ５１１　 文献标识码　 Ａ
Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｉｎｄｉｃｅｓ ｏｆ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｇａｓ ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｉｎ ｃｒｏｐｌａｎｄ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ． ＬＩ Ｊｉａｎ⁃
ｚｈｅｎｇ， ＷＡＮＧ Ｙｉｎｇ⁃ｃｈｕｎ， ＷＡＮＧ Ｌｉ⁃ｇａｎｇ， ＬＩ Ｈｕ， ＱＩＵ Ｊｉａｎ⁃ｊｕｎ， ＷＡＮＧ Ｄａｏ⁃ｌｏｎｇ （ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ
Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ｐｌａｎｎｉｎｇ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ／ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ
Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｎｏｎ⁃ｐｏｉｎｔ Ｓｏｕｒｃｅ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ／ ＣＡＡＳ⁃ＵＮＨ Ｊｏｉｎｔ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ
Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ａｇｒｏ⁃ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８１， Ｃｈｉｎａ） ．⁃Ｃｈｉｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｅｃｏｌ．， ２０１５， ２６（１）：
２９７－３０３．
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｓｐｉｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｇａｓ （ＧＨＧ） ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏ⁃
ｌｏｇｉｅｓ， ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｓｔｉｌｌ ａ ｌａｃｋ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ ｉｎｄｉｃｅｓ ｆｏｒ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｉｒ ｏｖｅｒａｌｌ ｉｍｐａｃｔｓ ｉｎ ｃｒｏｐｌａｎｄｓ．
Ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ， ｗｅ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ａｌｌ ｔｈｅ ｉｎｄｉｃｅｓ ｒｅｌａｔｉｎｇ ｔｏ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｇａｓ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ｅａｃｈ ｉｎ⁃
ｄｅｘ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｎｅｓｓ， ｏｂｊｅｃｔｉｖｉｔｙ， ｃｏｍｐｌｅｔｅｎｅｓｓ， ｄｏｍｉｎａｎｃｅ ａｎｄ ｏｐｅｒａ⁃
ｂｉｌｉｔｙ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ｗｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｉｎｄｉｃｅｓ ｆｏｒ ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｔｕａ⁃
ｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ． Ｃｒｏｐ ｙｉｅｌｄ ｐｅｒ ｕｎｉｔ ａｒｅａ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｓ ａ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ ｉｎｄｅｘ， ａｎｄ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｇａｓ
ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ， ｄｅｆｉｎｅｄ ａｓ ＧＨＧ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｐｅｒ ｕｎｉｔ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｙｉｅｌｄ， ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｓ ｃｏｍｐｒｅ⁃
ｈｅｎｓｉｖｅ ｉｎｄｅｘ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｃｒｏｐｌａｎｄｓ ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ． Ｃａｌｃｕｌａ⁃
ｔｉｏｎ ｏｆ ＧＨＧ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｙｉｅｌｄ， ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ， ｄｉｒｅｃｔ Ｎ２Ｏ ｅｍｉｓ⁃
ｓｉｏｎｓ， ｐａｄｄｙ ＣＨ４ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ａｎｄ ｄｉｒｅｃｔ ａｎｄ ｉｎｄｉｒｅｃｔ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｆｒｏｍ ｉｎｐｕｔｓ ｉｎｔｏ ｃｒｏｐｌａｎｄｓ． Ｂｙ ｆｏｌｌｏｗ⁃
ｉｎｇ ｔｈｅｓｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｉｎｄｉｃｅｓ， ｔｈｅ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｗｅｌｌ ｅｖａｌｕａｔｅｄ，
ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅｉｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ａｄｏｐｔｉｏｎ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃｒｏｐｌａｎｄｓ； ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｇａｓ； ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ； ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｉｎｄｉｃｅｓ．
∗国家重点基础研究发展计划项目（２０１２ＣＢ４１７１０４）、国家自然科学
基金项目 （ ３１２７０４８６， ３１２００３３７）、公益性行业 （农业） 科研专项
（２０１１０３０３９）和中国清洁发展机制基金赠款项目（１２１４０１２）资助．
∗∗通讯作者． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｗａｎｇｌｉｇａｎｇ＠ ｃａａｓ．ｃｎ
２０１４⁃０６⁃１２收稿，２０１４⁃１１⁃２７接受．
　 　 全球变化使温室气体（ＧＨＧ）成为各国政府和
相关科研人员关注的焦点．作为温室气体的主要排
放源之一，农田温室气体减排的研究得到了国内外
科学界的空前关注．
农田管理对全球变化的影响主要是通过改变 ３
种温室气体，即二氧化碳（ＣＯ２）、甲烷（ＣＨ４）和氧化
亚氮（Ｎ２Ｏ）在农田系统与大气之间的交换而实现
的．我国耕地平均有机碳（ＳＯＣ）含量低于世界平均
值的 ３０％以上，低于欧洲 ５０％以上［１］，而我国农田
秸秆还田率不足 ５０％，如果能达到欧美国家的还田
水平（９０％），将有效提高土壤有机碳含量，并减少
焚烧秸秆造成的烟雾污染；全国农田氮肥当季利用
应 用 生 态 学 报　 ２０１５年 １月　 第 ２６卷　 第 １期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ， Ｊａｎ． ２０１５， ２６（１）： ２９７－３０３
率仅有 ３０％左右，如果氮肥利用率提高 １％，全国就
可减少由生产氮肥产生的能源消耗 ２５０ 万 ｔ 标准
煤［２］；采用烤田和间歇灌溉可使 ＣＨ４ 排放量降低
３０％～７２％［３］；推行缓释肥、长效肥料可使单位面积
农田 Ｎ２Ｏ排放减少 ５０％～７０％［４］ ．可以看出，我国农
田生态系统具有很大的温室气体减排潜力，迫切需
要适宜技术的推广应用．
当前多数研究主要关注农田管理技术减排效应
的某一或某两个方面，如农田固碳、Ｎ２Ｏ 排放、ＣＨ４
排放、投入排放，以及其中两者之间的结合，缺乏完
整性，不能够全面系统地估算农田管理技术的净温
室效应．此外，反映农田管理技术的固碳效应所采用
的指标不完全一致，而在 Ｎ２Ｏ 排放、ＣＨ４ 排放和农
田投入排放方面也同样存在此类问题，缺乏统一性，
因此会影响其结果的合理性．由于当前国内外研究
者很少从评价的角度去研究农田温室气体减排技
术，缺乏一套科学、系统的评价指标与计算方法，导
致不能有效地对温室气体减排技术进行评价，进而
误导农田温室气体减排技术的推广．
本文在系统整理国内外研究中可作为农田温室
气体减排技术评价指标的基础上，遵循代表性、客观
性、完整性、主导性、可操作性的原则，对农田温室气
体减排的相关指标进行科学的对比和分析，根据我
国农业生产实际情况，确定适用于我国农田生态系
统温室气体减排技术的评价指标，以期为我国农田
温室气体减排技术的正确判定提供科学依据．
１　 评价指标汇总
通过对国内外相关文献的查阅和分析，目前国
内外研究中可作为农田温室气体减排技术的评价指
标主要集中在农田固碳、Ｎ２Ｏ 排放、ＣＨ４ 排放、农田
投入排放、粮食产量等 ５ 个方面．其中，农田固碳包
括生物量碳库、残余物碳库、ＣＯ２ 排放量、土壤有机
碳变化量、土壤碳收支和净生态系统碳平衡 ６ 个指
标；Ｎ２Ｏ排放包括直接排放和间接排放；ＣＨ４ 排放包
括水田和旱地；农田投入排放包括直接排放和间接
排放；粮食产量包括单位面积粮食产量和温室气体
排放强度．
１􀆰 １　 固碳指标
生物量碳库（ＢＣＰ）：光合作用吸收的碳可存储
在植物中，在多年生木本植物中表现为生物量的变
化，但典型农田多为一年生作物，其一年中生物量碳
库的增加量约等于当年收获和死亡引起的生物量碳
库损失量，基本处于平衡状态［５］ ．
残余物碳库（ＤＯＣＰ）：残余物主要指死亡的秸
秆、根系等，但其在短期时间内增加量约等于移除、
焚烧、还田分解、土壤固碳等引起的损失量，也基本
处于平衡状态．
ＣＯ２ 排放量（ＣＯ２⁃Ｅ）：植物通过光合作用吸收
大气中的 ＣＯ２，最终通过土壤呼吸和有机质分解又
重新返回到大气中．有些研究直接测量农田表土
ＣＯ２ 排放量［６
－７］来反映不同农田管理技术对 ＣＯ２ 排
放的影响．
土壤有机碳的变化量（ｄＳＯＣ）：多数研究者直接
将土壤有机碳库的变化量作为评价农田管理技术固
碳效果的指标［８－９］，多用在评价长期定位试验固碳
效果中．
ＳＯＣ＝ＳＯＣ′×ＢＤ×Ｈ×１０ （１）
ｄＳＯＣ＝（ＳＯＣｎ－ＳＯＣ１） ／ ｎ （２）
式中：ｄＳＯＣ 为 ｎ 年的土壤 ＳＯＣ 库变化的平均值
（ｋｇ Ｃ·ｈｍ－２ · ａ－１ ）； ＳＯＣ 为 土 壤 有 机 碳 库
（ｇ·ｍ－２）；ＳＯＣ′为土壤有机碳含量（ ｇ·ｋｇ－１）；ＢＤ
为土壤容重（ｇ·ｃｍ－３）；Ｈ 为土层厚度（一般采用耕
作深度）（ｃｍ）．
土壤碳收支（ＳＣＢ）：鉴于土壤 ＳＯＣ 含量变化的
不易监测性，可通过农田生态系统土壤碳收支
（ＳＣＢ）来估算土壤碳库的变化［１０－１１］ ．碳收支是指土
壤碳投入量与土壤碳排放量的差值，碳投入主要指
秸秆、根茬、有机肥等的投入，碳排放主要指土壤微
生物异养呼吸产生的 ＣＯ２ 排放［１２］ ．
ＳＣＢ＝Ｃ ｉ－Ｒｈ （３）
式中：ＳＣＢ为土壤碳收支；Ｃ ｉ为土壤碳投入；Ｒｈ为土
壤微生物异养呼吸．
有些研究者根据根呼吸在土壤呼吸（包括根呼
吸和土壤微生物异养呼吸）中的比重来计算土壤碳
收支［１１］，有些研究者通过直接测量裸地上的 ＣＯ２ 排
放量，或者在土层中布置微气孔袋后，通过测量土表
上的 ＣＯ２ 排放量来获得土壤微生物异养呼吸［１２
－１３］ ．
净生态系统碳平衡（ＮＥＣＢ）：Ｃｈａｐｉｎ 等［１４］根据
生态系统碳循环原理，提出了净生态系统碳平衡
（ＮＥＣＢ）概念，可体现生态系统碳库的净变化率．
ＮＥＣＢ＝ －ＮＥＥ＋ＦＣＯ＋ＦＣＨ４＋ＦＶＯＣ＋ＦＤＩＣ＋ＦＤＯＣ＋ＦＰＣ
（４）
式中：ＮＥＥ为生态系统与大气间的 ＣＯ２⁃Ｃ 交换；ＦＣＯ
为 ＣＯ⁃Ｃ排放；ＦＣＨ４为 ＣＨ４⁃Ｃ 排放；ＦＶＯＣ为挥发性有
机碳排放；ＦＤＩＣ为溶解性无机碳排放；ＦＤＯＣ为溶解性
有机碳排放；ＦＰＣ为动物、火烧、风水侵蚀和沉积、收
获、投入等造成的碳转移．某些研究假定短时间尺度
８９２ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
下，农田生态系统的 ＣＯ⁃Ｃ、挥发性有机碳、溶解性无
机碳和溶解性有机碳的变化量忽略不计［１５］，则根据
以下公式来估算净生态系统碳平衡．
ＮＥＣＢ＝Ｃ ｉ－Ｃｏ－ＮＥＥ－ＣＨ４ （５）
式中：Ｃ ｉ为生态系统中有机肥等有机物质的碳投入；
Ｃｏ为生态系统中生物质收获、焚烧等引起的碳排放；
ＮＥＥ为生态系统与大气间的 ＣＯ２ 净交换，也等于
－ＮＥＰ；ＣＨ４ 主要考虑水田排放．
１􀆰 ２　 Ｎ２Ｏ和 ＣＨ４ 排放
Ｎ２Ｏ排放包括直接排放和间接排放，直接排放
途径来自添加 ／释放氮的土壤，间接途径为 ＮＨ３ 和
ＮＯｘ挥发与 Ｎ溶淋和径流两种，这两种间接途径再
经过硝化和反硝化过程产生 Ｎ２Ｏ 气体［５］ ．多数研究
主要关注农田 Ｎ２Ｏ直接排放，而间接排放由于其不
易监测而多被忽略．
农田 ＣＨ４ 排放主要发生在种植水稻的淹水状
态下，因此多数研究多专注于水田条件下的 ＣＨ４ 排
放，但也有少数研究考虑到旱地 ＣＨ４ 排放［１６
－１７］ ．
１􀆰 ３　 农田投入排放（ＣＯ２⁃ｉｎｐｕｔ）
在传统农田管理技术的减排效果分析中，往往
忽略了农田投入消耗化石能源引起的温室气体排
放，现在由于生命周期分析（ＬＣＡ）的兴起而逐渐得
到重视．农田投入排放包括直接和间接两个方面，其
中直接排放指直接参与农田管理过程的耕作、灌溉、
播种、喷药、收获、运输等消耗能源（柴油、汽油或电
力）引起的温室气体排放；间接排放指化肥、有机
肥、农药、种子、机械、土建工程等生产制造过程中消
耗能源引起的温室气体排放［１８］ ．
１􀆰 ４　 粮食产量
保证粮食生产是农田生产活动的主要目的，在
以往研究农田管理措施的减排效果时有些会考虑到
对单位面积粮食产量的影响［１９］ ．但随着研究的深
入，一些研究者［１１］也提出了兼顾农作物产量和温室
气体排放的指标———温室气体排放强度（ＧＨＧＩ），
即单位粮食产量下的农田温室气体排放量．
２　 评价指标确定
评价指标的确定会直接影响评价结果的科学合
理性．评价指标要具有代表性，能够确实地反映出农
田管理技术对温室效应的影响；要具有客观性，确实
能够反映出社会和生态环境的实际需求；要具有完
整性，尽量包含与农田温室气体减排技术评价相关
的所有内容；要具有主导性，在不影响指标完整性的
原则下，选取对农田管理技术固碳减排效果起主导
作用的因素，尽量减少指标的数量；要具有可操作
性，各指标要便于计算，实用性强，所需的基础数据
易于采集，可以测量．
２􀆰 １　 粮食产量指标
我国粮食产量已实现了 １０年连续增长，但仍面
临着人口持续增长、耕地面积下降的严峻形势，２００９
年人均耕地面积已下降到 １０１３．８４ ｍ２，不足世界人
均耕地 ２２５４．４６ ｍ２的一半．在国家“确保谷物基本自
给、口粮绝对安全”的战略下，在对减排技术进行评
价时，必须遵循客观性原则，稳产减排，将稳定单位
面积粮食产量作为评价的约束性指标，如果该技术
未能稳定或提高单位面积粮食产量，即使其温室气
体减排效果非常显著，也是不合理的．若采用温室气
体排放强度这一指标，其值越小，意味着生产单位质
量的粮食产量需排放的温室气体越少，但其不能完
全保证单位面积粮食产量稳定，因为存在着“温室
气体排放降低幅度高于粮食产量降低幅度”的可
能性．
２􀆰 ２　 温室气体指标确定
２􀆰 ２􀆰 １固碳指标　 对于表征农田固碳的不同指标而
言，通过图 １可知，一年生农作物生长会吸收大气中
的 ＣＯ２，但其死亡后的多数残余物在短期内经过焚
烧或（和）还田分解又以 ＣＯ２ 的形式返回到大气中，
而少量残余物可能固存在土壤中．因此，在典型农田
中，生物量碳库（ＢＣＰ）和残余物碳库（ＤＯＣＰ）基本
处于平衡状态，不能反映农田管理技术的温室效应，
并且多数农田固碳研究对这两者也不予考虑．而对
于 ＣＯ２ 排放量（ＣＯ２⁃Ｅ），利用暗箱法直接测量农田
系统 ＣＯ２ 排放（包含土壤呼吸和农田作物地上呼
吸）未考虑到作物吸收的 ＣＯ２、移出物分解的 ＣＯ２
等因素，直接测量农田表土 ＣＯ２ 排放［６
－７］则忽略了
土壤碳投入（如作物根系分泌物和有机肥投入等）
的影响，结果只是生态系统总呼吸或土壤呼吸，不能
全面反映农田生态系统碳平衡，存在片面性．三者都
不具有代表性，不能作为评价指标．
　 　 ｄＳＯＣ指标存在的主要问题在于采用某项技术
后土壤 ＳＯＣ含量发生显著变化所需时间的不确定
性．对于碳投入相差较大的对比处理（如秸秆还田与
不还田），其可能在短期内（３ ～ ６ 年内）就发生显著
变化［２０－２１］；但对于碳投入相差不大的对比处理，如
不同耕作方式或不同轮作方式对 ＳＯＣ 的影响则在
短期内很难发生显著变化［２２－２３］，因此短期试验内总
被忽略．
ＳＣＢ指标中，根呼吸在土壤呼吸中的比重因作
９９２１期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 李建政等： 农田生态系统温室气体减排技术评价指标　 　 　 　 　 　
图 １　 农田生态系统与大气间的碳氮气体交换
Ｆｉｇ．１　 Ｇａｓ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｏｆ Ｃ ａｎｄ Ｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｒｏｐｌａｎｄ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ．
物种类和季节的不同而具有非常大的波动幅度［１２］，
因此土壤微生物异养呼吸很难确定一个定值．若采
用裸地来测量土壤微生物异养呼吸，其与实际的有
根土壤环境并不完全一致；若在土层中布置微气孔
袋，可最大限度地减少土壤根呼吸，但也会对原有土
壤环境造成破坏．此外采用暗箱法测量 ＣＯ２ 也存在
着不确定性，如 Ｄｕｉｋｅｒ 等［１０］的 ＳＣＢ 测定值与土壤
ＳＯＣ的变化相反．若采用同位素方法虽可避免以上
问题，但其试验设备复杂，操作困难，分析测定昂
贵［１２］，不利于对该指标进行多年测量．
ＮＥＣＢ指标涉及因素较多且不易获取，其中
ＮＥＥ值多采用涡度相关等微气象方法来确定，不适
用于小面积（≤１０００ ｍ２）的田间试验［２４］ ．短期内（１
年）有些研究者［２５－２６］结合静态箱法来计算 ＮＥＥ，如：
ＮＥＥ＝ＲＨ－ＮＰＰ （６）
式中：ＲＨ为土壤异养呼吸；ＮＰＰ为净初级生产力．
ＮＥＥ＝ＧＰＰ－Ｒｅ （７）
式中：ＧＰＰ为总初级生产力；Ｒｅ为生态系统总呼吸．
公式（６）中 ＲＨ为作物行间测定的 ＣＯ２ 排放量，
但其很难完全排除作物根呼吸；而采用暗箱法来估
算公式（７）中 Ｒｅ不适用于玉米等高杆作物；ＮＰＰ 和
ＧＰＰ的获取是结合其他文献来获得，因此也增加了
其结果的不确定性．
淋溶性无机碳和有机碳的测定比较困难，往往
认为其量不大而被忽略，但实际情况却并非如此．
Ｍｉｎａｍｉｋａｗａ等［１６］通过试验测定，稻田土壤淋溶有机
碳量占其 ＣＨ４ 排放碳量的一半以上；Ｋｉｎｄｌｅｒ 等［２７］
结合原子示踪等方法确定出欧洲农田淋溶的无机碳
和有机碳总量约占公式（５）所计算的 ＮＥＣＢ 值的
２５％，可见在短期尺度下其量也不可以完全忽略．
经过综合比较（表 １），按照代表性和可操作性
原则，评价农田管理技术固碳效果的指标建议采用
ｄＳＯＣ来表征．此指标不必考虑太多因素，虽然需要
较长时间尺度的数据，但在目前应用中比较广泛，而
且 ＩＰＣＣ中也采用了 ｄＳＯＣ来计算土壤固碳量．
２􀆰 ２􀆰 ２农田投入排放 　 从系统论的角度出发，为了
满足对粮食的需求，需要投入生产资料，但投入物料
在生产制造（间接排放）和投入到农田时（直接排
放）都会消耗化石能源并排放 ＣＯ２ 等温室气体（图
１）．从表 ２可以看出，农田管理技术发生改变，农田
投入总排放变化可能增强农田管理技术的 ＣＯ２ 减
排效果［１８］，也有可能会部分或全部抵消最初的农田
土壤固碳效果［２８］，因此需要将两种排放都纳入到农
田减排技术评价指标中．
２􀆰 ２􀆰 ３ ＣＨ４ 和 Ｎ２Ｏ　 全球范围内农业排放 ＣＨ４ 占人
类活动造成的ＣＨ４排放总量的５０％，Ｎ２Ｏ占６０％，
表 １　 农田固碳指标比较
Ｔａｂｌｅ １　 Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｉｎｄｉｃｅｓ ｒｅｌａｔｉｎｇ ｔｏ ｃａｒｂｏｎ ｓｅｑｕｅｓ⁃
ｔｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｃｒｏｐｌａｎｄｓ
指标
Ｉｎｄｅｘ
合理性比较
Ｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ
ＢＣＰ 基本处于平衡状态，排除 Ｉｎ ｔｈｅ ｂａｌａｎｃｅｄ ｃｏｎｄｉ⁃
ｔｉｏｎ， ｅｘｃｌｕｄｅｄ
ＤＯＣＰ 基本处于平衡状态，排除 Ｉｎ ｔｈｅ ｂａｌａｎｃｅｄ ｃｏｎｄｉ⁃
ｔｉｏｎ， ｅｘｃｌｕｄｅｄ
ＣＯ２ ⁃Ｅ ＣＯ２ 排放量考虑片面，排除 Ｏｎｅ⁃ｓｉｄｅｄ ｊｕｄｇｍｅｎｔ，
ｅｘｃｌｕｄｅｄ
ｄＳＯＣ 方法直接，应用广泛，但监测时间长 Ｕｓｅｄ ｄｉｒｅｃｔｌｙ
ａｎｄ ｗｉｄｅｌｙ， ｂｕｔ ｗｉｔｈ ａ ｈｉｇｈｅｒ ｔｉｍｅ ｃｏｓｔ
ＳＣＢ 可短期计算，但土壤异养呼吸不易获取 Ｏｂｔａｉｎｅｄ
ｉｎ ｓｈｏｒｔ⁃ｔｅｒｍ， ｂｕｔ ＣＯ２ ｆｒｏｍ ｓｏｉｌ ｈｅｔｅｒｏｔｒｏｐｈｉｃ ｒｅｓｐｉ⁃
ｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｌｙ ｍｅａｓｕｒｅｄ
ＮＥＣＢ 可短期计算，但涉及因素较多且不易获取 Ｏｂ⁃
ｔａｉｎｅｄ ｉｎ ｓｈｏｒｔ ｔｅｒｍ， ｂｕｔ ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ ｍａｎｙ ｆａｃｔｏｒｓ
ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｎｏｔ ｅａｓｙ ｔｏ ｍｅａｓｕｒｅ
００３ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
表 ２　 农田投入排放对固碳效果的影响［１８，２８］
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｉｎｐｕｔ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｏｎ ｃａｒｂｏｎ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｃｒｏｐｌａｎｄｓ［１８，２８］
管理措施
Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅ
玉米 Ｍａｉｚｅ
ＣＴ ＮＴ
小麦 Ｗｈｅａｔ
ＣＴ ＮＴ
Ｎ肥利用现状
Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｎ ｕｓｅ
增施 Ｎ肥
Ｉｎｃｒｅａｓｅ Ｎ ｕｓｅ
ｄＳＯＣ ０ －４６０ ０ ＋２３ －２１．９ －３０．２
Ｃｉｎｐｕｔ ＋２５３ ＋２４５ ＋１７６ ＋１２１ ＋４３．１ ＋５３．８
ＮＣＥ ＋２５３ －２１５ ＋１７６ ＋１４４ ＋２１．２ ＋３３．６
ＲＣＥ －４６８ －３２ ＋１２．４
单位 Ｕｎｉｔ ｋｇ Ｃ·ｈｍ－２·ａ－１ Ｔｇ Ｃ·ａ－１
＋ 增加排放 Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｅｍｉｓｓｉｏｎ； － 减少排放 Ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｅｍｉｓｓｉｏｎ； ＣＴ： 传统耕作 Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｔｉｌｌａｇｅ； ＮＴ： 免耕 Ｎｏ ｔｉｌｌａｇｅ； ｄＳＯＣ： 土壤固碳量 Ｓｏｉｌ
ｃａｒｂｏｎ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ； Ｃｉｎｐｕｔ： 农田投入碳排放 Ｃａｒｂｏｎ ｆｒｏｍ ｃｒｏｐｌａｎｄ ｉｎｐｕｔ； ＮＣＥ： 净碳排放 Ｎｅｔ ｃａｒｂｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ； ＲＣＥ： 相对碳排放 Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｃａｒ⁃
ｂｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ．
并且 Ｎ２Ｏ和 ＣＨ４ 的全球增温潜势（ＧＷＰ）在 １００ 年
时间尺度下分别为 ＣＯ２ 的 ２９８ 倍和 ２５ 倍［５］，因此
需要将这两种温室气体纳入农田减排技术评价指
标中．
在 Ｎ２Ｏ排放中，农田管理的化肥和有机氮肥的
Ｎ２Ｏ直接排放系数均为 ０．０１ ｋｇ Ｎ２Ｏ⁃Ｎ·ｋｇ
－１ Ｎ，而
间接排放系数分别为 ０． ００１ 和 ０． ００２ ｋｇ Ｎ２Ｏ⁃Ｎ·
ｋｇ－１ Ｎ（非淋溶地区） ［５］，两者基本相差一个数量级，
此外间接排放中的 ＮＨ３ 和 ＮＯｘ等物质不易被全部
监测．按照主导性和可操作性原则，将 Ｎ２Ｏ直接排放
作为农田减排的评价指标．
在 ＣＨ４ 排放中，其主要发生在厌氧条件下（如
淹水的稻田）．从表 ３ 可以看出，旱地 ＣＨ４ 多表现为
汇，但其吸收量与稻田 ＣＨ４ 排放相比相差很多，对
整体碳平衡的影响较小，因此按照主导性原则，对旱
地排放可以忽略，仅考虑水田排放．
２􀆰 ３　 指标确定
从图 ２可以看出，农田固碳、Ｎ２Ｏ排放和农田投
入排放对温室效应都有重要影响，其中土壤有机碳
虽然在短期内不易得出其变化量，但通过长期试验
得出的年变化量在温室气体排放中所占的比重是相
当显著的，不能因为其短期内变化不显著就将其忽
略 ．因此从农田生态系统完整性的角度考虑，需要同
表 ３　 不同类型农田 ＣＨ４ 排放
Ｔａｂｌｅ ３ 　 ＣＨ４ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｃｒｏｐｌａｎｄｓ
（ｋｇ Ｃ·ｈｍ－２）
轮作方式
Ｒｏｔａｔｉｏｎ
ｔｙｐｅ
地区
Ｒｅｇｉｏｎ
水稻季
Ｒｉｃｅ
ｓｅａｓｏｎ
小麦季
Ｗｈｅａｔ
ｓｅａｓｏｎ
玉米季
Ｍａｉｚｅ
ｓｅａｓｏｎ
常规稻麦轮作 江苏 Ｊｉａｎｇｓｕ［２５，２９］ １９１．２２ ６．５８ －
Ｃｏｍｍｏｎ ｒｉｃｅ⁃ １１３．８０ － －
ｗｈｅａｔ ｒｏｔａｔｉｏｎ 新德里 Ｎｅｗ Ｄｅｌｈｉ
（印度 Ｉｎｄｉａ） ［６］
３０．５０ －０．０５ －
常规麦玉轮作 四川 Ｓｉｃｈｕａｎ［３０］ － －１．４３ －０．７０
Ｃｏｍｍｏｎ ｗｈｅａｔ⁃ 河北 Ｈｅｂｅｉ［３１］ － －０．７１ ０．３６
ｍａｉｚｅ ｒｏｔａｔｉｏｎ 山西 Ｓｈａｎｘｉ［１７］ － －０．９８ －０．６２
时考虑农田管理技术对这 ４个方面的温室效应的影
响，缺少任何一方都会使最终结果有失偏颇．
　 　 我国人口众多，保障粮食安全是发展的前提，必
须稳定和提高单位面积粮食产量，充分提高土地利
用率（多熟制），并保证一定的农田生产投入，因此
与偏重于经济效益或资源环境保护的国家相比，我国
农田生产投入高，因此也带来了较多的碳成本，但多
熟制的土地每年单位面积粮食总产量比一熟制要高．
采用每年单位面积温室气体排放量（ｋｇ ＣＯ２⁃ｅｑ·
ｈｍ－２·ａ－１）作为农田管理技术的评价指标会忽略对
粮食产量的影响，而每年单位产量温室气体排放
量———温室气体排放强度（ ｋｇ ＣＯ２⁃ｅｑ·ｋｇ
－１ ｙｉｅｌｄ）
这个指标则可兼顾温室气体和粮食产量，更适合作
为我国农田管理技术的评价指标，但温室气体排放
强度并不能完全保证粮食产量稳定，因此需要在保
证单位面积粮食产量的前提下，再进行温室气体排
放强度指标的比较．
通过对农田生态系统相关评价指标的综合比
较，确定出适用于我国的农田减排技术评价指标
图 ２　 旱地农田温室气体排放［２１，３２］
Ｆｉｇ．２　 ＧＨＧ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｉｎ ｄｒｙｌａｎｄ ｃｒｏｐｌａｎｄｓ［２１，３２］ ．
ＣＫ： 传统耕作 Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｔｉｌｌａｇｅ； ＣＴ１： 留茬垄侧种植 Ｃｒｏｐ ｐｌａｎｔｅｄ
ｉｎ ｒｉｄｇｅ ｓｉｄｅ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｓｔｕｂｂｌｅ； ＣＴ２： 宽窄行交替休闲种植 Ｃｒｏｐ ｐｌａｎ⁃
ｔｅｄ ｉｎ ｗｉｄｅ ｌｉｎｅ ａｎｄ ｎａｒｒｏｗ ｌｉｎｅ ａｌｔｅｒｎａｔｅｌｙ； Ｎ２０１： ２０１ ｋｇ Ｎ·ｈｍ－２；
Ｎ２９９： ２９９ ｋｇ Ｎ·ｈｍ－２ ．
１０３１期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 李建政等： 农田生态系统温室气体减排技术评价指标　 　 　 　 　 　
表 ４　 农田减排技术评价指标
Ｔａｂｌｅ ４ 　 Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｉｎｄｉｃｅｓ ｏｆ ＧＨＧ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｉｎ ｃｒｏｐｌａｎｄｓ
指标类型
Ｉｎｄｅｘ ｔｙｐｅ
指标层
Ｉｎｄｅｘ ｌａｙｅｒ
分项指标
Ｓｕｂｉｔｅｍ ｉｎｄｅｘ
约束指标
Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ ｉｎｄｅｘ
单位面积粮食产量
Ｇｒａｉｎ ｙｉｅｌｄ ｐｅｒ ｕｎｉｔ ａｒｅａ
－
综合指标
Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｉｎｄｅｘ
温室气体排放强度
ＧＨＧ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ
粮食产量
Ｇｒａｉｎ ｙｉｅｌｄ
土壤有机碳变化量
Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ＳＯＣ
Ｎ２Ｏ直接排放
Ｎ２Ｏ ｄｉｒｅｃｔ ｅｍｉｓｓｉｏｎ
水田 ＣＨ４排放
ＣＨ４ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎ ｐａｄｄｙ
农田投入直接和间接排放
Ｄｉｒｅｃｔ ａｎｄ ｉｎｄｉｒｅｃｔ ｅｍｉｓ⁃
ｓｉｏｎｓ ｆｒｏｍ ｃｒｏｐｌａｎｄｓ ｉｎｐｕｔ
（表 ４），以单位面积粮食产量作为约束性指标，温室
气体排放强度作为综合指标．其中除产量以外的 ４
个与温室气体相关的分项指标需要相互叠加，才能
完整地表现出农田管理技术对大气温室效应的影
响，因此不涉及权重的问题．
　 　 结合前人研究［１１，３２］，汇总出农田管理技术温室
气体排放强度的综合计算方法，公式如下：
ＧＨＧＩ＝ＡＥ ／ ｙｉｅｌｄ （８）
ＡＥ＝Ｎ２Ｏ×２９８＋ＣＨ４⁃ｐａｄｄｙ×２５＋ＣＯ２⁃ｉｎｐｕｔ－ｄＳＯＣ×４４／ １２
（９）
式中： ＧＨＧＩ 为温室气体排放强度 （ ｋｇ ＣＯ２⁃ｅｑ ·
ｙｉｅｌｄ－１）；ＡＥ为温室气体净排放量（ｋｇ ＣＯ２⁃ｅｑ·ｈｍ
－２·
ａ－１）；ｙｉｅｌｄ为年总产量（ｋｇ·ｈｍ－２·ａ－１）；ＣＨ４⁃ｐａｄｄｙ为水
田 ＣＨ４ 排放；ＣＯ２⁃ｉｎｐｕｔ为农田投入排放（ｋｇ ＣＯ２⁃ｅｑ·
ｈｍ－２·ａ－１）；４４ ／ １２ 为碳转化为 ＣＯ２ 的系数；其他
同上．
３　 讨　 　 论
目前在评价农田生态系统管理技术措施减排效
果时采用的指标不够科学和全面，本文针对此问题
提出了适用于我国的典型农田生态系统温室气体减
排技术评价指标，能够全面科学地反映农田生态系
统管理技术对温室气体的减排效果，但其中仍存在
一些问题值得探讨．
首先是时间尺度问题．采取某种措施后农田
ＳＯＣ达到显著变化的时间尺度具有不确定性，另外
其固碳时间长度也具有不确定性，ＩＰＣＣ［５］中提到改
变管理措施达到另一平衡状态所需的时间尺度为
２０ 年，但该值作为固碳时间长度是否合理仍需探
讨．短期的试验数据能够得出单位面积粮食产量和
Ｎ２Ｏ（或 ＣＨ４）的排放量，但其会存在年际间的波
动［２１］，另外不能够完全反映农田管理措施的长期效
应．长时间尺度的试验不仅需要较高的时间成本，也
需要经济投入．目前模型的应用越来越广泛，经过验
证的过程机理模型可进行长时间尺度的模拟，可能
是解决以上问题的一条捷径．
其次是农田投入排放．不考虑生产工艺改进等
因素对农田投入排放的影响，则农田投入排放将每
年保持不变．直接排放比较容易获得，但间接排放则
可能由于生产制造中碳排放数据的缺乏而较难获
取，尤其是机械等．因此，应尽量采用本地化的数据，
若缺乏则可借鉴国外相关研究的数据，或者通过能
值折碳、费用折碳等间接途径来获取．
致谢　 本文英文摘要得到了澳大利亚联邦科工组织高级研
究员 Ｅｎｌｉ Ｗａｎｇ的帮助，谨表谢忱．
参考文献
［１］ 　 Ｈｕａｎｇ Ｈ⁃Ｘ （黄鸿翔）． Ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ
ｃｏｕｎｔｅｒ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ｓｏｉｌｓ ａｎｄ
Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ （土壤肥料）， ２００５（１）： ３－６ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２］　 Ｌｉｕ Ｃ⁃Ｇ （刘成果）． Ｅｎｅｒｇｙ⁃ｓａｖｉｎｇ ａｎｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｒｅｄｕｃ⁃
ｔｉｏｎ ｈａｖｅ ｂｒｉｇｈｔ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｉｎ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ ｒｕｒａｌ ａｒｅａ．
Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ＆ Ｃｉｒｃｕｌａｒ Ｅｃｏｎｏｍｙ （环境保
护与循环经济）， ２０１０（１１）： ４－５ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［３］　 Ｙｕ Ｇ⁃Ｒ （于贵瑞）， Ｌｉ Ｘ⁃Ｒ （李轩然）． Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ ｅｃｏ⁃
ｓｙｓｔｅｍ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ ｗｉｌｌ ｌａｓｔ ｔｏ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｓ ｃａｒ⁃
ｂｏｎ ｓｉｎｋ． Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｄａｉｌｙ （科学时报）， ２００９⁃１２⁃２１ （ ｉｎ
Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［４］　 Ｄｏｎｇ Ｈ⁃Ｍ （董红敏）， Ｌｉ Ｙ⁃Ｅ （李玉娥）， Ｔａｏ Ｘ⁃Ｐ
（陶秀萍）， ｅｔ ａｌ． Ｃｈｉｎａ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｇａｓ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｆｒｏｍ
ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ ｓｔｒａｔｅｇｙ． Ｔｒａｎｓ⁃
ａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
（农业工程学报）， ２００８， ２４（１０）： ２６９－２７３ （ ｉｎ Ｃｈｉ⁃
ｎｅｓｅ）
［５］　 ＩＰＣＣ． ２００６ ＩＰＣＣ Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ ｆｏｒ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ
Ｇａｓ． Ｈａｙａｍａ： Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｇｌｏｂａｌ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｔｒａｔｅ⁃
ｇｉｅｓ Ｐｒｅｓｓ， ２００６
［６］　 Ｂｈａｔｉａ Ａ， Ｐａｔｈａｋ Ｈ， Ｊａｉｎ Ｎ， ｅｔ ａｌ． Ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｇａｓ
ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ ｉｎ ｒｉｃｅ⁃ｗｈｅａｔ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｌｅａｆ ｃｏｌｏｒ ｃｈａｒｔ⁃
ｂａｓｅｄ ｕｒｅａ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ． Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ
Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ， ２０１２， １８４： ３０９５－３１０７
［７］　 Ｓａｍｐａｎｐａｎｉｓｈ Ｐ， Ａｌａｍ Ｌ， Ｍｏｈａｍｅｄ ＣＡＲ， ｅｔ ａｌ． Ｕｓｅ ｏｆ
ｏｒｇａｎｉｃ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｏｎ ｐａｄｄｙ ｆｉｅｌｄｓ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ
ｇａｓｅｓ． Ｓｃｉｅｎｃｅ Ａｓｉａ， ２０１２， ３８： ３２３－３３０
［８］ 　 Ｋｕｋａｌ ＳＳ， Ｂｅｎｂｉ ＤＫ． Ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ
ｉｎ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｔｏ ｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ｒｉｃｅ⁃
ｗｈｅａｔ ａｎｄ ｍａｉｚｅ⁃ｗｈｅａｔ ｓｙｓｔｅｍｓ． Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｔｉｌｌａｇｅ Ｒｅ⁃
ｓｅａｒｃｈ， ２００９， １０２： ８７－９２
［９］　 Ｌｅｍｋｅ ＲＬ， ＶａｎｄｅｎＢｙｇａａｒｔ ＡＪ， Ｃａｍｐｂｅｌｌ ＣＡ， ｅｔ ａｌ．
Ｃｒｏｐ ｒｅｓｉｄｕｅ ｒｅｍｏｖａｌ ａｎｄ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｎ： Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｓｏｉｌ ｏｒ⁃
ｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｉｎ ａ ｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍ ｃｒｏｐ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｎ
２０３ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
ａ Ｕｄｉｃ Ｂｏｒｏｌｌ． Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ＆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，
２０１０， １３５： ４２－５１
［１０］　 Ｄｕｉｋｅｒ ＳＷ， Ｌａｌ Ｒ． Ｃａｒｂｏｎ ｂｕｄｇｅｔ ｓｔｕｄｙ ｕｓｉｎｇ ＣＯ２ ｆｌｕｘ
ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ｆｒｏｍ ａ ｎｏ ｔｉｌｌ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｃｅｎｔｒａｌ Ｏｈｉｏ． Ｓｏｉｌ
ａｎｄ Ｔｉｌｌａｇｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， ２０００， ５４： ２１－３０
［１１］　 Ｍｏｓｉｅｒ ＡＲ， Ｈａｌｖｏｒｓｏｎ ＡＤ， Ｒｅｕｌｅ ＣＡ， ｅｔ ａｌ． Ｎｅｔ ｇｌｏｂａｌ
ｗａｒｍｉｎｇ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ａｎｄ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｇａｓ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｉｎ ｉｒｒｉｇａ⁃
ｔｅｄ ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｃｏｌｏｒａｄｏ． Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｑｕａｌｉｔｙ， ２００６， ３５： １５８４－１５９８
［１２］　 Ｈａｎｓｏｎ ＰＪ， Ｅｄｗａｒｄｓ ＮＴ， Ｇａｒｔｅｎ ＣＴ， ｅｔ ａｌ． Ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ
ｒｏｏｔ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ ｔｏ ｓｏｉｌ ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ：
Ａ ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ． Ｂｉｏｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，
２０００， ４８： １１５－１４６
［１３］　 Ｌｉ ＸＤ， Ｆｕ Ｈ， Ｇｕｏ Ｄ， ｅｔ ａｌ． Ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｏｉｌ ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ
ａｎｄ ａｓｓｅｓｓｉｎｇ ｔｈｅ ｃａｒｂｏｎ ｂａｌａｎｃｅ ｉｎ ａ Ｓｅｔａｒｉａ ｉｔａｌｉｃ （Ｌ．）
Ｂｅａｕｖ． ｃｒｏｐｌａｎｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ， Ｎｏｒｔｈｅｒｎ Ｃｈｉｎａ．
Ｓｏｉｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， ２０１０， ４２： ３３７－３４６
［１４］　 Ｃｈａｐｉｎ ＩＩＩ ＦＳ， Ｗｏｏｄｗｅｌｌ ＧＭ， Ｒａｎｄｅｒｓｏｎ ＪＴ， ｅｔ ａｌ．
Ｒｅｃｏｎｃｉｌｉｎｇ ｃａｒｂｏｎ⁃ｃｙｃｌｅ ｃｏｎｃｅｐｔｓ， ｔｅｒｍｉｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ
ｍｅｔｈｏｄｓ． Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ， ２００６， ９： １０４１－１０５０
［１５］　 Ｃｅｓｃｈｉａ Ｅ， Ｂéｚｉａｔ Ｐ， Ｄｅｊｏｕｘ ＪＦ， ｅｔ ａｌ． Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ
ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｎｅｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｃａｒｂｏｎ ａｎｄ ＧＨＧ ｂｕｄｇｅｔｓ ａｔ Ｅｕ⁃
ｒｏｐｅａｎ ｃｒｏｐ ｓｉｔｅｓ． Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ＆ Ｅｎｖｉｒｏｎ⁃
ｍｅｎｔ， ２０１０， １３９： ３６３－３８３
［１６］　 Ｍｉｎａｍｉｋａｗａ Ｋ， Ｎｉｓｈｉｍｕｒａ Ｓ， Ｓａｗａｍｏｔｏ Ｔ， ｅｔ ａｌ． Ａｎｎｕ⁃
ａｌ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｏｆ ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ ＣＯ２， ＣＨ４， ａｎｄ Ｎ２Ｏ ｉｎ ｔｈｅ
ｓｕｂｓｕｒｆａｃｅ ｄｒａｉｎａｇｅ ｆｒｏｍ ｔｈｒｅｅ ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ． Ｇｌｏｂａｌ
Ｃｈａｎｇｅ Ｂｉｏｌｏｇｙ， ２０１０， １６： ７９６－８０９
［１７］　 Ｌｉｕ Ｃ， Ｗａｎｇ Ｋ， Ｚｈｅｎｇ Ｘ． Ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｏｆ Ｎ２Ｏ ａｎｄ ＣＨ４
ｆｌｕｘｅｓ ｔｏ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｒａｔｅｓ ｉｎ ａｎ ｉｒｒｉｇａｔｅｄ
ｗｈｅａｔ⁃ｍａｉｚｅ ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｎｏｒｔｈｅｒｎ Ｃｈｉｎａ． Ｂｉｏｇｅｏ⁃
ｓｃｉｅｎｃｅｓ， ２０１２， ９： ８３９－８５０
［１８］　 Ｗｅｓｔ ＴＯ， Ｍａｒｌａｎｄ Ｇ． Ｎｅｔ ｃａｒｂｏｎ ｆｌｕｘ ｆｒｏｍ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ
ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ： Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｆｕｌｌ ｃａｒｂｏｎ ｃｙｃｌｅ ａｎａｌｙｓｅｓ．
Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ， ２００２， １１６： ４３９－４４４
［１９］　 Ｗａｎｇ ＪＹ， Ｊｉａ ＪＸ， Ｘｉｏｎｇ ＺＱ， ｅｔ ａｌ． Ｗａｔｅｒ ｒｅｇｉｍｅ⁃ｎｉｔｒｏ⁃
ｇｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ⁃ｓｔｒａｗ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ： Ｆｉｅｌｄ ｓｔｕｄｙ
ｏｎ ｎｉｔｒｏｕｓ ｏｘｉｄｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｆｒｏｍ ａ ｒｉｃｅ ａｇｒｏｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｉｎ
Ｎａｎｊｉｎｇ， Ｃｈｉｎａ． Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ＆ Ｅｎｖｉｒｏｎ⁃
ｍｅｎｔ， ２０１１， １４１： ４３７－４４６
［２０］　 Ｇａｏ Ｘ （高　 翔）， Ｓｈｅｎ Ａ⁃Ｌ （沈阿林）， Ｋｏｕ Ｃ⁃Ｌ （寇
长林）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｔｒａｗ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｎ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ
ｃａｒｂｏｎ ａｎｄ ａｃｔｉｖｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｉｎ ｗｈｅａｔ ｃｏｒｎ ｒｏｔａｔｉｏｎ
ｓｙｓｔｅｍ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｅｎａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ （河南农
业科学）， ２０１２， ４１（９）： ６３－６７ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２１］　 Ａｄｖｉｅｎｔｏ⁃Ｂｏｒｂｅ ＭＡＡ， Ｈａｄｄｉｘ ＭＬ， Ｂｉｎｄｅｒ ＤＬ， ｅｔ ａｌ．
Ｓｏｉｌ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｇａｓ ｆｌｕｘｅｓ ａｎｄ ｇｌｏｂａｌ ｗａｒｍｉｎｇ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ
ｉｎ ｆｏｕｒ ｈｉｇｈ ｙｉｅｌｄｉｎｇ ｍａｉｚｅ ｓｙｓｔｅｍｓ． Ｇｌｏｂａｌ Ｃｈａｎｇｅ
Ｂｉｏｌｏｇｙ， ２００７， １３： １９７２－１９８８
［２２］　 Ｃａｍｐｂｅｌｌ ＣＡ， Ｚｅｎｔｎｅｒ ＲＰ， Ｓｅｌｌｅｓ Ｆ， ｅｔ ａｌ． Ｑｕａｎｔｉｆｙｉｎｇ
ｓｈｏｒｔ⁃ｔｅｒｍ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｒｏｐ ｒｏｔａｔｉｏｎｓ ｏｎ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ
ｉｎ ｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ｓａｓｋａｔｃｈｅｗａｎ． Ｃａｎａｄｉａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｉｌ
Ｓｃｉｅｎｃｅ， ２０００， ８０： １９３－２０２
［２３］　 Ａｌ⁃Ｋａｉｓｉ ＭＭ， Ｙｉｎ Ｘ， Ｌｉｃｈｔ ＭＡ． Ｓｏｉｌ ｃａｒｂｏｎ ａｎｄ ｎｉｔｒｏ⁃
ｇｅｎ ｃｈａｎｇｅｓ ａｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｂｙ ｔｉｌｌａｇｅ ａｎｄ ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｓｙｓ⁃
ｔｅｍｓ ｉｎ ｓｏｍｅ Ｉｏｗａ ｓｏｉｌｓ． Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ＆ Ｅｎｖｉ⁃
ｒｏｎｍｅｎｔ， ２００５， １０５： ６３５－６４７
［２４］　 Ｚｈｅｎｇ ＸＨ， Ｘｉｅ ＢＨ， Ｌｉｕ ＣＹ， ｅｔ ａｌ． Ｑｕａｎｔｉｆｙｉｎｇ ｎｅｔ ｅｃｏ⁃
ｓｙｓｔｅｍ ｃａｒｂｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｏｆ ａ ｓｈｏｒｔ ｐｌａｎｔ ｃｒｏｐｌａｎｄ
ｗｉｔｈ ｉｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔ ｃｈａｍｂｅｒ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ． Ｇｌｏｂａｌ Ｂｉｏｇｅｏ⁃
ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｙｃｌｅｓ， ２００８， ２２： １－１３
［２５］　 Ｍａ ＹＣ， Ｋｏｎｇ ＸＷ， Ｙａｎｇ Ｂ， ｅｔ ａｌ． Ｎｅｔ ｇｌｏｂａｌ ｗａｒｍｉｎｇ
ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ａｎｄ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｇａｓ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ａｎｎｕａｌ ｒｉｃｅ⁃
ｗｈｅａｔ ｒｏｔａｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｓｏｉｌ⁃ｃｒｏｐ ｓｙｓｔｅｍ ｍａｎａｇｅ⁃
ｍｅｎｔ． Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ＆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ２０１３，
１６４： ２０９－２１９
［２６］　 Ｚｈａｎｇ ＡＦ， Ｂｉａｎ ＲＪ， Ｈｕｓｓａｉｎ Ｑ， ｅｔ ａｌ． Ｃｈａｎｇｅ ｉｎ ｎｅｔ
ｇｌｏｂａｌ ｗａｒｍｉｎｇ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ ａ ｒｉｃｅ⁃ｗｈｅａｔ ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ
ｗｉｔｈ ｂｉｏｃｈａｒ ｓｏｉｌ ａｍｅｎｄｍｅｎｔ ｉｎ ａ ｒｉｃｅ ｐａｄｄｙ ｆｒｏｍ Ｃｈｉｎａ．
Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ＆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ２０１３， １７３：
３７－４５
［２７］　 Ｋｉｎｄｌｅｒ Ｒ， Ｓｉｅｍｅｎｓ ＪＡＮ， Ｋａｉｓｅｒ Ｋ， ｅｔ ａｌ． Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ
ｃａｒｂｏｎ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｆｒｏｍ ｓｏｉｌ ｉｓ ａ ｃｒｕｃｉａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ
ｎｅｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｃａｒｂｏｎ ｂａｌａｎｃｅ． Ｇｌｏｂａｌ Ｃｈａｎｇｅ Ｂｉｏｌｏｇｙ，
２０１１， １７： １１６７－１１８５
［２８］　 Ｌｕ Ｆ （逯　 非）， Ｗａｎｇ Ｘ⁃Ｋ （王效科）， Ｈａｎ Ｂ （韩　
冰）， ｅｔ ａｌ． Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ
ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｃａｒｂｏｎ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ
ｏｆ Ｃｈｉｎａ’ ｓ ｃｒｏｐｌａｎｄ ｓｏｉｌ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｅｃｏｌｏｇｙ （应用生态学报）， ２００８， １９ （ １０）： ２２３９ －
２２５０ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２９］　 Ｙａｏ ＺＳ， Ｚｈｅｎｇ ＸＨ， Ｄｏｎｇ ＨＢ， ｅｔ ａｌ． Ａ ３⁃ｙｅａｒ ｒｅｃｏｒｄ ｏｆ
Ｎ２Ｏ ａｎｄ ＣＨ４ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｆｒｏｍ ａ ｓａｎｄｙ ｌｏａｍ ｐａｄｄｙ ｄｕｒｉｎｇ
ｒｉｃｅ ｓｅａｓｏｎｓ ａｓ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｒａｔｅｓ． Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ＆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ２０１２，
１５２： １－９
［３０］　 Ｚｈｏｕ ＭＨ， Ｚｈｕ Ｂ， Ｂｒüｇｇｅｍａｎｎ Ｎ， ｅｔ ａｌ． Ｎ２Ｏ ａｎｄ ＣＨ４
ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ， ａｎｄ ＮＯ３
－ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｏｎ ａ ｃｒｏｐ⁃ｙｉｅｌｄ ｂａｓｉｓ ｆｒｏｍ
ａ ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ ｒａｉｎ⁃ｆｅｄ ｗｈｅａｔ⁃ｍａｉｚｅ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｉｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｏ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ． Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ， ２０１４，
１７： ２８６－３０１
［３１］　 Ｗａｎｇ Ｙ⁃Ｙ （王玉英）， Ｈｕ Ｃ⁃Ｓ （胡春胜）， Ｃｈｅｎｇ Ｙ⁃Ｓ
（程一松）， ｅｔ ａｌ． Ｃａｒｂｏｎ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｇａｓ ｒｅｇｕｌａ⁃
ｔｉｏｎｓ ｉｎ ｓｕｍｍｅｒ⁃ｍａｉｚｅ ａｎｄ ｗｉｎｔｅｒ⁃ｗｈｅａｔ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｅｃｏｓｙｓ⁃
ｔｅｍ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｐｉｅｄｍｏｎｔ
ｐｌａｉｎ ｏｆ Ｔａｉｈａｎｇ Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｇｒｏ⁃Ｅｎｖｉｒｏｎ⁃
ｍｅｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ （农业环境科学学报）， ２００９， ２８（７）：
１５０８－１５１５ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［３２］　 Ｈｕａｎｇ Ｊ⁃Ｘ （黄坚雄）， Ｃｈｅｎ Ｙ⁃Ｑ （陈源泉）， Ｌｉｕ Ｗ⁃Ｒ
（刘武仁）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｎｅｔ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｇａｓｅｓ ｅｍｉｓ⁃
ｓｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｔｉｌｌａｇｅｓ ｉｎ Ｊｉｌｉｎ
Ｐｒｏｖｉｎｃｅ． Ｓｃｉｅｎｔｉａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａ Ｓｉｎｉｃａ （中国农业科学），
２０１１， ４４（１４）： ２９３５－２９４２ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
作者简介　 李建政，男，１９８５ 年生，博士研究生．主要从事农
业温室气体排放研究． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｌｊｚ０１＠ ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ
责任编辑　 张凤丽
３０３１期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 李建政等： 农田生态系统温室气体减排技术评价指标