【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 Ryden等(見(jiàn)陳文新，1989)指出明顯的反硝化作用發(fā)生在氧化還原電位（Eh）為300650 mv之間，Eh在0 mv以下則不對(duì)N2O/N2比發(fā)生影響。但對(duì)于硝化過(guò)程而言，現(xiàn)只知道有氧時(shí)其最終產(chǎn)物是NO3，但絕對(duì)厭氧條件下能否硝化完全尚存爭(zhēng)議。 衣純真等(1994)發(fā)現(xiàn)在溫度、濕度相同的條件下，通氣狀況強(qiáng)烈影響土壤反硝化作用的進(jìn)行，嫌氣條件下反硝化作用強(qiáng)于好氣狀況。Factors influencing agricultural N2O emissionsLand Use and Farming type在農(nóng)業(yè)土壤上，不同的輪作制度也對(duì)N2O的排放有明顯影響：?jiǎn)渭拘蓍e、水旱輪作、旱旱連作、三熟制等。 不同作物類型：如固氮作物、C3和C4作物、旱作與水田作物等。作物在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)N2O排放中具有重要作用，作物與土壤相互作用極大地影響N2O的排放. 一方面，作物根系及根系分泌物影響產(chǎn)生N2O的微生物過(guò)程，特別是根系對(duì)離子的吸收和分泌有機(jī)酸，使根際土壤pH值改變，從而影響硝化和反硝化過(guò)程； 另一方面作物可以通過(guò)某種方式將土壤中產(chǎn)生的N2O傳輸?shù)酱髿庵谢蛲ㄟ^(guò)作物組織的生理反應(yīng)排放N2O（于克偉等，1995）。 尤其在固氮作物將大氣中的氮轉(zhuǎn)化為生物有機(jī)氮的過(guò)程中，作物會(huì)向大氣中排放部分N2O。N input引起農(nóng)田土壤N2O排放的氮源主要來(lái)自有機(jī)氮礦化、化學(xué)氮肥、有機(jī)肥料和生物固氮等，其中化學(xué)氮肥是我國(guó)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中氮素的主要補(bǔ)充源。 IPCC(1997)將化學(xué)氮肥施用引起的農(nóng)田N2O排放分為直接排放和間接排放兩大類：直接排放是由于非揮發(fā)性氮肥施用轉(zhuǎn)化成N2O排放；間接排放是揮發(fā)性氮肥（NH3N和NOXN）施用后揮發(fā)到大氣中的NH3和NOX通過(guò)沉降作用又回到土壤中，轉(zhuǎn)化成N2O排放到大氣中的過(guò)程。Nitrous Oxide Emission Model：Eichner（1990）提出“化學(xué)N肥的N2O直接排放系數(shù)”概念 (FIE－Fertilizerinduced emission factor或簡(jiǎn)稱為排放系數(shù)，EFEmission factor)，即在同等面積下施肥農(nóng)田的N2O 排放總量減去對(duì)照農(nóng)田（不施肥農(nóng)田）的排放總量，并將這一差值計(jì)算為施N量的百分比，其意義為釋放的N2ON占輸入農(nóng)田的肥料氮N的比例，用公式表示為：EF＝（施肥農(nóng)田N2ON－不施肥農(nóng)田N2ON）/肥料N100％。Bouwman (1996)在Eichner 工作基礎(chǔ)上，對(duì)1978 到1992 年間43 篇論文中的174 組農(nóng)田N2O 排放數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，指出長(zhǎng)時(shí)間序列的N2O排放觀測(cè)有助于提高估計(jì)精度，因此他將觀測(cè)期=一年的數(shù)據(jù)分離出來(lái)，并以此建立了N2O排放量與施肥量的回歸式：E＝1+（177。）F（n=20） 其中E是單位面積N2O年排放量（kg N2ON hm2 yr1），F(xiàn)為施N量（kg N hm2 yr1 ）。數(shù)值1代表背景排放，即不施N肥條件下N2ON排放量（ kg N2ON hm2 yr1 ）。，其意義是以N2ON ％。該排放系數(shù)并不是一個(gè)定值，～％。 基于Bouwman（1996）的工作，IPCC（1997）和IPCC（2000）%作為外源輸入N（包括化肥N、動(dòng)物糞肥N、固氮作物固定N和作物殘?bào)wN）的N2ON直接排放系數(shù)的缺省值。利用該值和FAO數(shù)據(jù)庫(kù)以及各國(guó)的統(tǒng)計(jì)資料可以估算區(qū)域和全球的N2O排放。 Bouwman等（2002a。 b）通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研，匯總了全球846組農(nóng)田N2O排放數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上，利用REML（Residual Maximum Likelihood）技術(shù)建立了N2O排放與氮肥施用、環(huán)境因子、管理因素以及觀測(cè)技術(shù)等因素相關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)表達(dá)式：其中E為N2O排放量（kg N2ON hm2），const為常量，F(xiàn)actor class為各個(gè)因子對(duì)N2O排放的貢獻(xiàn)，所包括的因子主要有，氮肥施用量與肥料類型綜合效應(yīng)、作物類型、土壤質(zhì)地、土壤有機(jī)碳含量、土壤排水狀況、土壤pH、氣候類型、觀測(cè)時(shí)間和觀測(cè)頻率等。 利用該模型，Bouwman等（2002b） Tg，約占施氮量的1％，這一結(jié)果已被IPCC（2006）所采用，用作N肥直接排放系數(shù)的缺省值。 Skiba等（1998）匯總了1991到1996年在蘇格蘭22個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，用統(tǒng)計(jì)回歸的方法建立了N2O排放與氮肥施用量、土壤溫度和土壤含水量的關(guān)系式。Sozanska等（2002）在Skiba的工作基礎(chǔ)上，利用因子分析和多元回歸技術(shù)進(jìn)一步建立了N2O排放的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停诖四Ｐ椭?，N2O排放被表示成與氮肥投入量、土壤含水孔隙率（WFPS）、土壤溫度和土地利用類型等參數(shù)有關(guān)的量。 Freibauer和Kaltschmitt（2003）在綜合了歐洲區(qū)域內(nèi)N2O田間觀測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，將該地區(qū)按照土地利用方式及氣候地理位置分成了3種類型，并針對(duì)每種類型分別建立了經(jīng)驗(yàn)回歸模型，這些模型在考慮了N肥施用的基礎(chǔ)上，又引入了土壤N含量、土壤有機(jī)碳和土壤砂粒含量等因子。 Roelandt等（2005）針對(duì)溫帶地區(qū)建立了兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，MCROPS和MGRASS，分別對(duì)應(yīng)耕地和草地N2O排放，模型建立的基礎(chǔ)同樣是通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研，獲得N2O觀測(cè)數(shù)據(jù)和相應(yīng)的影響因子資料，并以此為基礎(chǔ)通過(guò)主成分分析和多元回歸的技術(shù)建立統(tǒng)計(jì)模型。 這些模型的建立大都得益于Firestone 和Davidson (1989) 的描述N2O產(chǎn)生過(guò)程的HIP 概念模型（Hole in the Pipe）。該模型加深了人們對(duì)土壤N2O產(chǎn)生與排放過(guò)程的理解。 目前，國(guó)際上用于N2O排放估計(jì)的模型主要有：NGAS模型 (Parton等，1996)、CASA (Potter 等，1996；1997)、NASACASA (Potter 等，2001)、CENTURY (Liu等，2000；Reiners等，2002)，DAYCENT (Parton等，2001；Del Grosso等，2002)、ECOSYS (Grant和Pattey, 1999。 2003)、DNDC模型（Li等，1992）和PnETNDNDC模型 (Li等，2000；Stang等，2000)。在早期的CASA (CarnegieAmesStanford Approach) 模型（Potter 等，1993）中，N微量氣體（包括N2O、NO和N2）子模塊即以HIP概念模型為基礎(chǔ)，將土壤N的總潛在N2O、NO和N2氣態(tài)損失看作土壤N礦化的一定比例（2%），并不具體區(qū)分硝化過(guò)程和反硝化過(guò)程，NO:N2O:N2的比例由土壤濕度（WFPS）決定 (Potter 等，1993)。 此模型相對(duì)來(lái)說(shuō)較為簡(jiǎn)單，在操作上具有一定優(yōu)勢(shì)，僅需要簡(jiǎn)單的氣候、土壤以及衛(wèi)星影像植被指數(shù)（NDVI）等參數(shù)即可進(jìn)行大尺度模擬N2O、NO和N2排放量。在Parton等（1996）所建立的CENTURY模型中，將N2O產(chǎn)生分成了兩部分，即硝化子模塊和反硝化子模塊。其中，硝化速率由分解速率確定，硝化引起的N2O排放視為硝化速率的一定比例，反硝化過(guò)程中所產(chǎn)生的氣體排放（N2O和N2）被認(rèn)為是土壤NO3含量、土壤呼吸和土壤濕度的函數(shù)，N2O/N2比則由一個(gè)基于5天的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)方程決定 (Weier 等，1993)。 在CENTURY模型的基礎(chǔ)上，Parton等（2001）進(jìn)一步建立了DayCent模型，它是CENTURY模型的以日為步長(zhǎng)的版本。總的來(lái)說(shuō)，DayCent 的機(jī)理比較清晰，輸入資料易于獲得，因而其發(fā)展以來(lái)也得到了大量的應(yīng)用. DayCent 能比較可靠地模擬不同的自然和人為管理生態(tài)系統(tǒng)中植被的產(chǎn)量、土壤有機(jī)質(zhì)水平和微量氣體的排放。目前，DayCent模型是美國(guó)政府在編制國(guó)家溫室氣體排放清單時(shí)，用于計(jì)算農(nóng)業(yè)土壤排放的主要方法。 以上這些模型的共同點(diǎn)是都將N2O排放看作是土壤中礦化、硝化或者反硝化過(guò)程中的部分產(chǎn)物，忽視了相關(guān)的生物化學(xué)動(dòng)力學(xué)過(guò)程。Li 等于1992年建立了土壤反硝化–分解模型 (DNDC–DenitrificationDeposition model)，該模型是一個(gè)用于預(yù)測(cè)土壤分解和反硝化速率的土壤生物地球化學(xué)模型，通過(guò)輸入模擬地點(diǎn)的日氣象數(shù)據(jù)、土壤性質(zhì)、植被特征及管理措施，得到的輸出包括植物生長(zhǎng)情況、土壤水分和碳氮?jiǎng)討B(tài)、N2O、CO2及其他多種微量氣體的排放(Li, 2000。 李長(zhǎng)生, 2001。 李長(zhǎng)生, 2004)。 DNDC 模型是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外用于估算N2O排放的過(guò)程模型的典型代表，同時(shí)也是反映農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)土壤碳、氮生物地球化學(xué)循環(huán)過(guò)程的一般性數(shù)值模型. 第l 部分包含土壤氣候、植物生長(zhǎng)和有機(jī)質(zhì)分解等3 個(gè)子模型，其作用是根據(jù)輸入的氣象、土壤、植被、土地利用和農(nóng)田耕作管理數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)植物土壤系統(tǒng)中諸環(huán)境因子的動(dòng)態(tài)變化； 第2 部分包含硝化、反硝化和發(fā)酵等3 個(gè)子模型，這部分的作用是由土壤環(huán)境因子來(lái)預(yù)測(cè)上述3 類微生物參與的化學(xué)反應(yīng)的速率。 DNDC 包含了在陸地生態(tài)系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用的物理、化學(xué)及生物過(guò)程，雖然每一具體的反應(yīng)方程式都是簡(jiǎn)單的，但數(shù)百個(gè)方程式交互反饋，使整個(gè)模型得以再現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)中種種非線性過(guò)程。 該模型建立以來(lái)，已在全球被廣泛應(yīng)用和驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上Li等于2000年將DNDC模型、土壤硝化模型和光合蒸騰模型 (PnET–PhotosynthesisEvapotranspiration) 耦合, 發(fā)展成了PnETNDNDC模型 (Li 等，2000；Stang等，2000)。第三章 國(guó)際社會(huì)對(duì)遏制全球變化的努力第一節(jié) 聯(lián)合國(guó)組織對(duì)碳減排所做的努力《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》（UNFCCC）《京都議定書(shū)》（Kyoto Protocol)“波恩協(xié)議”“馬拉喀什協(xié)定”(Marrakesh Accords)《氣候變化與可持續(xù)發(fā)展德里部長(zhǎng)級(jí)宣言》一、《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》（UNFCCC）UNFCCC是第一個(gè)具有法律約束力的國(guó)際環(huán)境公約。其最終目標(biāo)是要為了防止人類對(duì)氣候系統(tǒng)的有害干預(yù)，將大氣中溫室氣體的濃度穩(wěn)定在一個(gè)水平上，使生態(tài)系統(tǒng)自然地適應(yīng)氣候變化，保證糧食生產(chǎn)不受威脅，以及在可持續(xù)方式下取得經(jīng)濟(jì)發(fā)展。1989年11月，《關(guān)于防止大氣污染與氣候變化的諾德韋克宣言》，提出防止全球氣候變暖的問(wèn)題—推動(dòng) 1990年12月21日，聯(lián)合國(guó)決定設(shè)立氣候變化框架公約政府間談判委員會(huì)，正式啟動(dòng)了《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》的談判進(jìn)程。—啟動(dòng) 《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》的通過(guò)及生效：1991年2月1992年5月談判委員會(huì)共舉行了六次會(huì)議?！勁?992年5月9日在紐約通過(guò)了《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》—通過(guò)1992年6月11日，李鵬總理在里約環(huán)發(fā)大會(huì)代表中國(guó)簽署了《公約》—中國(guó)1994年3月21日《公約》正式生效，至2002年12月，共有186個(gè)國(guó)家和歐盟成員成為《公約》締約方。—生效〈公約〉明確規(guī)定：發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家之間負(fù)有共同但有區(qū)別的責(zé)任—責(zé)任《公約》明確規(guī)定發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家之間負(fù)有共同但有區(qū)別的責(zé)任，即各締約方均有義務(wù)采取行動(dòng)對(duì)付氣候變化；但發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)氣候變化負(fù)有歷史和現(xiàn)實(shí)的責(zé)任，理應(yīng)承擔(dān)更多義務(wù)；而發(fā)展中國(guó)家的首要任務(wù)是發(fā)展經(jīng)濟(jì)，消除貧困！《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》的基本規(guī)定：《公約》的目標(biāo)：將大氣中溫室氣體的濃度穩(wěn)定在防止氣候系統(tǒng)受到危險(xiǎn)的人為干擾的水平上。生態(tài)系統(tǒng)的適應(yīng)、糧食生產(chǎn)免受威脅、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展?！豆s》確立的五原則：第一是公平原則（共同但有區(qū)別的責(zé)任原則）；第二是充分考慮發(fā)展中國(guó)家的具體需要和特殊情況原則；第三是預(yù)防原則；第四是促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展原則；第五是開(kāi)放經(jīng)濟(jì)體系原則。各締約方的義務(wù)：《公約》第四條為所有締約方規(guī)定了普遍性義務(wù)。同時(shí)也為附件一締約方（即發(fā)達(dá)國(guó)家、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌國(guó)家和歐盟）和非附件一締約方（絕大多數(shù)是發(fā)展中國(guó)家）分別規(guī)定了不同的義務(wù)。所有締約方均承擔(dān)的義務(wù)是：提供所有溫室氣體排放源和吸收匯的國(guó)家清單；制定、執(zhí)行、公布國(guó)家計(jì)劃；促進(jìn)減少或防止溫室氣體人為排放的技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用；增強(qiáng)溫室氣體的吸收匯；制定適應(yīng)氣候變化影響的計(jì)劃；促進(jìn)有關(guān)氣候變化和應(yīng)對(duì)氣候變化的信息交流；促進(jìn)與氣候變化有關(guān)的教育、培訓(xùn)和提高公眾意識(shí)等。附件一國(guó)家承擔(dān)的義務(wù)：帶頭遵循公約目標(biāo)，改變溫室氣體人為排放趨勢(shì)；制定國(guó)家政策和采取相應(yīng)的措施，減緩氣候變化；幫助發(fā)展中國(guó)家締約方支付適應(yīng)由于氣候變化而產(chǎn)生的不利影響的費(fèi)用，轉(zhuǎn)讓無(wú)害環(huán)境技術(shù)等。非附件一國(guó)家承擔(dān)的義務(wù)：發(fā)展中國(guó)家能在多大程度上有效履行其〈公約〉的義務(wù)，將取決于發(fā)達(dá)國(guó)家的行動(dòng)！《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》下的機(jī)構(gòu)：最高機(jī)構(gòu)：COP——締約方會(huì)議（Conference of the Parties)——附屬科技咨詢機(jī)構(gòu)（SBSTA）和附屬履行機(jī)構(gòu)（SBI）?！堵?lián)合國(guó)氣候變