小组用新的一氧化二氮核算方法评估农业管理实践

随着温室气体的排放，一氧化二氮（N2O）是一种灾难。由于全球变暖的可能性是二氧化碳的273倍，减少一氧化二氮可能会产生很大的影响。但在缓解之前，了解化合物的来源很重要

大多数分析都指出农业是全球N2O的主要来源。但农业内部存在许多变量；作物和肥料类型、土壤质地、保护措施等；这会影响N2O的排放。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校最近的一项研究对这些因素进行了全面的解释，发现长期免耕管理可以有效减少N2O排放

这项题为“使用基于回归的二级元分析方法对美国农业用地估算有机和无机肥料投入引起的土壤N2O排放量”的研究发表在《总体环境科学》上

“我们的分析使我们能够确定在特定地区行之有效的做法，并鼓励包括新兴生态系统服务市场在内的项目来奖励有效管理，”研究合著者、伊利诺伊州农业、消费者和环境科学学院自然资源与环境科学系教授Michelle Wander说

Wander表示，之前的N2O核算过于粗略，无法确定影响排放的具体农业因素；或者过于复杂，需要耗时的计算和复杂的算法。这就是为什么夏玉书在Wander完成了博士学位，她在分析中选择了一条中间路线

“我们的动机是填补过于简单化（一级）和过于复杂化（三级）方法之间的空白，所以我们开发了二级核算。我们收集了一个大型元数据库，其中有近2000个来自美国农田的观测结果，以便在不使用复杂算法或超级计算机的情况下获得相对准确的估计，”现为哥伦比亚大学拉蒙特助理研究教授的夏说

Xia根据已发表的研究和公共数据库创建了她的元数据库，引入了包括土壤特性、地形、种植系统、肥料类型、气候因素和管理在内的预测因素。她每月而不是每年研究一氧化二氮的排放量，以捕捉通量率的季节差异。该团队还考虑了美国各地区的差异，以确定生态系统服务市场联盟等组织是否应针对特定地区制定计划

在分析中包括的管理实践中，免耕与减少N2O排放在时间和空间上的相关性最为显著和一致。但作者很快指出，在这种情况下，“直到”指的是非常具体的东西

Wander解释说，“免耕”标签可能会产生误导，因为轮作或交替耕作与真正的长期免耕效果不同。后者会导致更复杂的土壤结构，包括稳定的大孔隙，有助于减少温室气体的产生

Wander说：“在我们的分析中，减少耕作的做法在N2O排放方面差异很大，这表明它们不是灵丹妙药。只有真正的免耕管理才能持续降低排放。”

肥料类型和土壤质地也是重要因素

夏说：“肥料的种类有很大的不同。”。“例如，与释放较慢的固体肥料相比，液体肥料造成的排放要多得多。在我们评估的肥料类型中，无水氨的排放量最高，但该来源的排放量变化很大。”

有些事情管理无法改变。例如，分析表明，质地较细的土壤比质地较粗的土壤排放更多的N2O。它还确定了土壤质地和水如何相互作用的重要区域差异

夏说：“土壤微生物以复杂的方式处理氮，土壤水分和质地会对微生物处理的最终产物是无害的二氮还是温室气体一氧化二氮产生很大影响。”。“我们需要考虑管理灌溉和非灌溉系统排放的最佳方法，但我们还没有做到。”

虽然分析确定了导致农业N2O排放的几个关键因素，并确定了有待进一步研究填补的空白，但该研究的真正价值在于改进旧的一级方法，而不需要三级核算的大量计算资源。然而，元数据库可用于校准和验证三级研究；作者已经与研究界的其他人分享了这一点。

Wander说：“为了公平地奖励农民的管理，我们需要知道在哪里以及何时可以减少温室气体排放。”。“我们表明，一般线性建模是决策者提出建议时可以依赖的一种实用的二级方法。”