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王睿

作品数：19 被引量：60H指数：4
供职机构：中国科学院大气物理研究所更多>>
发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划公益性行业(农业)科研专项更多>>
相关领域：环境科学与工程农业科学天文地球医药卫生更多>>

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作者

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共 19 条 记 录，以下是 1-10
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排序方式：
中国茶园N2O排放及其影响因素被引量：4
2020年
茶叶作为一种广受欢迎的天然饮料在中国经济和文化方面具有重要作用,但高氮肥投入的茶园种植系统也引起了一系列的环境问题,如土壤酸化和温室气体氧化亚氮(N2O)排放。迄今为止,尽管在茶园生态系统中已开展了一些田间观测研究,但对于中国茶园N2O排放总量及其影响因素仍缺乏全面的评估和量化。本研究基于田间观测研究的文献数据(共收集70个数据,其中包括45个常规施肥处理和25个不施肥处理)荟萃(Meta)分析,定量分析了基于环境因子(气候和土壤性质)和管理措施影响条件下中国茶园N2O年排放和直接排放系数(EFd)的变化特征。结果表明,中国茶园平均N2O年排放量为9.55 kg N·hm^-2·a-1(95%置信区间为7.54~11.9 kg N·hm^-2·a^-1),高于我国粮食作物农田的排放;茶园的平均EFd为1.92%(95%置信区间为1.49%~2.39%),约是IPCC建议的全球农田N2O排放系数默认值1%的两倍。综合分析茶园N2O排放的影响因子表明,氮肥施用量是土壤N2O年排放量的关键驱动因素,且二者呈显著线性正相关关系。而EFd则主要受土壤C/N和黏粒含量的协同影响,且与二者呈显著负相关关系。基于中国茶园种植总面积(仅占<2%的中国农田总面积)和主要茶区的年平均氮肥施用量以及本研究的EFd,估算出2018年我国茶园N2O排放总量为28 Gg N·a^-1,约占中国农田总排放量的15%。可见,茶园在中国农田种植系统中是大气N2O的强排放源。本研究进一步分析表明,茶园施用有机无机复混肥或新型肥料(如缓控释肥或添加生物炭),可有效地提高茶树的氮肥利用率并减少土壤N2O排放。
姚志生王燕王睿刘春岩郑循华
关键词：茶园温室气体氧化亚氮
内蒙古典型草原土壤N_2、N_2O、NO和CO_2排放的研究——土柱培养实验被引量：1
2012年
为了进一步了解内蒙古典型草原生长季内主要温室气体氧化亚氮（N20）、一氧化氮（NO）和二氧化碳（CO：、及反硝化终产物N：的排放。采用氦环境培养一气体同步直接测定法，在不同土壤温度（50c和200C）和不同土壤含氧量（10％和20％）条件下，关注不同放牧处理土壤N2、N2O、NO和CO2排放。结果显示：不同放牧处理土壤N：、N2O、NO和COz排放速率分别为0．3-2．0ggN／（h·kg）、0．02-0．4ggN／（h·kg）、0．08-0．7ggN／（h．kg）和O．01-1．9mgC／（h·kg），N2排放为N2O的8-17倍。由于较大的空间变异性，并未观测到不同放牧处理对土壤N2、N2O、NO和C02排放的影响。土壤温度升高和湿度增加能促进N2、N20、NO和CO。的排放，而土壤O2含量对其排放的影响不显著。
金春义王睿廖婷婷冯琪李静
关键词：N2ONO
黑土区农田氮磷淋溶消减措施被引量：2
2021年
黑土是我国重要的土壤资源,承载了全国50%以上的玉米产量。但过量的化肥施入和不合理的农业管理造成黑土土壤氮磷大量残留,氮磷淋溶风险增强。相关研究表明,尽管黑土区旱地农田氮磷淋溶损失相对较低,肥料残留效应仍致使其潜在淋溶风险增强。因此,本研究综合分析了环境因子和农业管理措施对黑土区农田氮磷淋溶特征的影响规律,明确了黑土氮磷淋溶消减措施,并针对玉米农田和蔬菜地提出消减策略。具体结果如下:施肥和降水是影响黑土农田氮磷淋溶的重要因素,灌溉是影响蔬菜地氮磷淋溶的关键农田管理措施;按需施肥、有机无机配施、避免雨热同期追肥、节水灌溉、免耕秸秆覆盖、不同作物轮作和添加生物炭等均是适合于当地气候和土壤条件的氮磷淋溶阻控措施。建议玉米农田采用一次性基肥施入,有机肥占比50%~70%,采用免耕秸秆覆盖技术;蔬菜地在常规施肥和灌溉频次下分别降低20%的施肥量和灌溉量,推荐蔬菜秋季收获后秸秆粉碎深埋等管理措施。本研究明确了黑土区农田氮磷淋溶消减策略,有助于实现黑土区农业绿色可持续发展和绿色生态环境的构建。
张伟王睿李思琪鲁彩艳解宏图隋跃宇张秀芝
关键词：黑土玉米农田蔬菜地
青藏高原种植饲草农田一氧化氮周年排放特征被引量：1
2019年
为了解农田土壤一氧化氮(NO)周年排放特征,对高原气候区青藏高原东缘种植饲草(燕麦)农田NO排放通量和主要环境因子进行了周年连续定量研究,施肥(F)和不施肥处理(UF)周年累积排放量分别为0.80±0.06 kg N·hm^(-2)?a-1和0.18±0.04 kg N·hm^(-2)?a-1,翻耕施肥期和冻融期NO排放显著贡献了全年累积排放量(F和UF分别为85%和65%)。土壤温度、湿度、无机氮和水浸提有机碳含量显著影响NO排放通量的季节变化,采用土壤湿度、铵态氮、硝态氮和水浸提有机碳含量作为指前因子的指数方程拟合这些土壤变量对NO通量的影响,决定系数高达92%,能够很好地表征碳氮底物有效性、微生物活性和氧气有效性(土壤温度和湿度)对NO排放的协同效应,由此得到NO排放通量对表层(5 cm)土壤温度的敏感性指数(Q10)值为2.4(F)和2.5(UF),这意味着全球增温对NO排放的促进效应将远低于施肥量增加对NO排放的促进作用。该燕麦农田NO直接排放因子为0.93%±0.10%,有别于其他区域、全国和全球的平均状况,因此不宜采用缺省排放因子计算高原气候区粗放管理方式下农田NO排放清单。考虑到青藏高原地区降水量存在巨大的年际变幅,未来应加强典型农田NO排放的多年际连续观测研究。
林菲刘春岩胡晓霞付永锋张伟王睿姚志生郑循华
关键词：一氧化氮燕麦
陆地高分辨率水文—生物地球化学过程CNMM-DNDC三维模型的研发及应用进展
2024年
CNMM-DNDC模型是本文作者团队研发的陆地高分辨率水文—生物地球化学过程三维模型。本文系统介绍了建模背景和理念、核心过程和模型特点、模拟功能和观测验证、多尺度区域或流域初步应用以及未来发展展望。自2018年刊发首个版本以来,该模型经过了多方面科学过程改进和模拟功能扩展,在元素化学反应、物质相变和机械迁移等基本物理、化学、生物过程层面,完成了对陆地表层系统碳氮磷水循环全耦合的精细刻画。迄今开展的观测验证表明,CNMM-DNDC模型基本普适于不同生物气候带(从热带到寒区多年冻土地带)的流域或区域长时间序列“三高”(时间、空间和过程高分辨率)综合模拟,实现对陆地生态系统的碳、氮、磷、水三维运移、水土流失、水力驱动溶解态和颗粒态碳氮磷横向迁移、碳氮温室气体和污染气体排放、生态系统生产力、水分蒸散发和水分能量平衡等众多可持续发展目标表征变量的预测。该模型广泛推广应用于多尺度区域或流域的复杂过程虚拟科学试验研究和服务于面向生态环境建设与减污降碳的优化调控决策,可望为协同落实联合国多个可持续发展目标提供先进的数值模拟技术支撑。
郑循华李思琪张伟张伟刘春岩姚志生韩圣慧王睿王凯李勇
氧气浓度对小麦-玉米轮作农田土壤剖面N_(2)和N_(2)O产生的影响
2023年
反硝化过程是集约化农田土壤剖面硝态氮(NO_(3)^(-)-N)去除的重要途径。但对土壤剖面反硝化氮气(N_(2))产生速率的准确定量很难,尤其不同深度的土壤氧气(O_(2))浓度状况如何影响土壤N_(2)的产生仍不清楚。本研究依托集约化管理的冬小麦-夏玉米轮作田间长期定位试验(始于2006年),采集传统施肥处理0~2.5 m剖面的原状土柱,并基于在玉米生长季田间原位观测的不同深度土壤O_(2)浓度和温度状况,设置不同O_(2)浓度水平(15.0%、12.0%、2.5%和0)和培养温度(26℃和20℃),采用氦培养-直接测定N_(2)法测定3个不同深度(0~0.2、0.5~0.7 m和2.0~2.2 m)土壤N_(2)O和N_(2)产生速率。结果显示:无论是有氧还是无氧条件,土壤剖面N_(2)和N_(2)O的产生均表现为表层高于深层;有氧条件下(2.5%~15.0%O_(2))土壤N_(2)产生速率(以N计)为5.3~7.1μg·h^(-1)·kg^(-1)(0.2m)和0.5~2.3μg·h^(-1)·kg^(-1)(0.5 m和2.0 m),显著低于无氧下速率的93.0%~93.7%。同样地,有氧条件下N_(2)O产生速率(以N计)为1.1μg·h^(-1)·kg^(-1)(0.2 m)和<0.2μg·h^(-1)·kg^(-1)(0.5 m和2.0 m),显著低于无氧条件下速率的84.0%~99.1%。原位观测的土壤O_(2)浓度>2.5%(0.2 m和0.5 m)和>14.0%(2m),表明在无氧条件下的观测会高估土壤真实条件下的N_(2)和N_(2)O产生速率。无氧显著增加深层土壤的N_(2)O/(N_(2)O+N_(2))值,这可能是由于深层土壤的碳更加缺乏,不利于N_(2)O被进一步还原。基于有氧条件下观测的N_(2)和N_(2)O产生速率,估算得到玉米生长季(按120d计)剖面0~2.0 m土体的反硝化(N_(2)+N_(2)O)损失量可达219 kg·hm^(-2),表明土壤对其剖面累积的NO_(3)^(-)-N具有很强的脱氮能力,从而极大地减少了包气带累积NO_(3)^(-)-N进一步向地下水迁移的风险。
高永欣潘占磊王睿王琳姚志生郑循华梅宝玲张翀巨晓棠
关键词：土壤剖面反硝化
准动态箱法测定农田NH_3挥发初探被引量：1
2009年
提出了能够原位测定农田土壤-植物体系NH3排放的准动态箱法,并开展了一系列实验对其进行评估。该方法的回收率为89.0%±4.9%,与风洞法一致;对农田裸地施肥后的NH3挥发测定结果与有限流通密闭室法具有显著一致性(r<0.05);休闲裸地1日内的NH3挥发与气温呈显著指数相关(r<0.05)。根据NH3挥发的日变化和逐日动态规律,准动态箱法测定农田日NH3挥发的最佳时间为9时(北京时间,下同)左右或16时左右,对单次施肥引起的NH3挥发最佳观测周期为施肥后1～2星期。且实验表明,山西冬小麦拔节期追施(撒施)尿素后,采用准动态箱法测定的NH3挥发N损失率为3%～5%。
童华君郑循华王睿周再兴岳进刘春岩李明梁旺国董海波
关键词：农田尿素土壤-植物系统
一种同步测定土壤底物和气体排放的装置及方法
一种同步测定土壤底物和气体排放的装置，主要包括：惰性气体和O<Sub>2</Sub>气源，各自通过一质量流量计连接至气体混合罐的进气口；气体混合罐具有多个出气口，每个出气口均各连接至一个培养罐的进气口，每个出气口和培养罐...
廖婷婷孙扬刘广仁郑循华王睿
文献传递
厌氧条件下土壤反硝化气体(N_2、N_2O、NO)和CO_2排放——氦环境培养—气体同步直接测定法的应用初探被引量：9
2013年
反硝化过程是维系闭合氮循环所必需的氮素形态转化环节。土壤反硝化过程速率及产物比的直接测定是研究氮循环过程机理的基础,但却是一个难题。为解决此难题,德国卡尔斯鲁厄技术研究所与中国科学院大气物理研究所最近合作新建了一套通过氦环境培养—气体同步直接测定土壤反硝化气体——氮气(N2)、氧化亚氮(N2O)、一氧化氮(NO)和二氧化碳(CO2)排放的系统和与之配套的三阶段培养方法。为检验该新建系统和配套方法测定土壤反硝化过程的准确性和可靠性,以华北地区广泛分布的盐碱地农田土壤(采自山西运城)为研究对象开展实验室培养试验,在初始可溶性有机碳(DOC)供应比较充足约300mgCkg-1干土(d.s.)的条件下,测试了不同初始土壤硝态氮含量水平(10、100mgNkg-1d.s.左右,分别表示为10N和100N)的反硝化气体和CO2排放过程。结果显示:100N的反硝化速率(定义为N2、N2O和NO排放速率之和)显著高于10N处理(统计检验显著水平p<0.01);两个处理的反硝化产物均以N2为主(质量比分别占77%和75%),产物的NO/N2O摩尔比分别为1.2和1.5,N2O/N2摩尔比均为0.19;土壤反硝化气体动态排放速率及相关指标的测定结果表明,培养土壤中消失的硝态氮被回收81%～87%,培养前后的氮平衡率达92%～95%。因此,该新建方法测定土壤反硝化速率和产物比的结果具有很好的可靠性,为定量研究土壤反硝化过程提供了有效的直接测定手段。研究中检测到的土壤反硝化产物NO/N2O摩尔比大于1,不同于以往用液体培养基纯培养反硝化细菌得出的NO/N2O摩尔比远小于1的结论。这意味着,不能用NO/N2O摩尔比小于1与否来推断土壤排放的N2O和NO是主要来源于反硝化作用还是硝化作用。
冯琪王睿郑循华张伟邹建文
关键词：N2O
开放式空气CO2增高条件下稻田磷化氢气体的释放研究被引量：1
2009年
磷化氢(PH3)已被证实是大气中普遍存在的痕量气体.采用FACE(free air carbon dioxide enrichment)平台,研究了不同氮施肥水平(常氮250 kg/hm2和低氮125 kg/hm2)下,CO2浓度升高对水稻田磷化氢释放通量的影响.结果表明,水稻生长旺盛期(分蘖,拔节)磷化氢通量和浓度高于生长缓慢期,FACE圈常氮区分蘖期磷化氢释放通量最大,为(155.2±22.71)ng/(m2.h).整个水稻生长期磷化氢平均释放通量最大值在FACE圈常氮区观察到,为(41.72±7.06)ng/(m2.h),最小值(-1.485±6.229)ng/(m2.h)出现在对照圈低氮区.FACE处理显著促进磷化氢的排放,不同氮素水平对磷化氢释放影响差异不显著.磷化氢的净通量和浓度与温度均呈显著正相关.对水稻成熟期全天释放通量及浓度测试表明,光照是影响白天磷化氢浓度的主要因素.
张蕤杨小弟耿金菊洪宇宁顾雪元王晓蓉王睿朱建国
关键词：FACE磷化氢释放通量水稻田
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