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| 长江中下游地区主粮作物氨排放的时空特征 |
| Spatiotemporal Characteristics of Ammonia Emissions from Staple Crops in the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River |
| 投稿时间：2026-03-05 修订日期：2026-05-12 |
| DOI： |
| 中文关键词: 高频观测 模型模拟 土壤氨挥发 长江中下游地区 主粮作物 |
| 英文关键词: high-frequency observation model simulation soil ammonia volatilization the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River staple crops |
| 基金项目:国家自然科学基金项目（面上项目，重点项目，重大项目） |
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| 中文摘要: |
| 农田氨（NH3）挥发是大气污染与氮素损失的重要途径。现有氨挥发模型多缺乏高频原位观测的校准与验证，模拟不确定性大，观测频次不足是造成这一不确定性的重要原因之一。本研究于2024~2025年在湖北省荆州市开展了玉米?小麦轮作农田的小时尺度高频氨挥发观测试验，定量评估了观测时间与频次对日均氨挥发通量估算的影响，并利用高频观测数据对水热碳氮耦合模型（WHCNS）进行本地化校准，进而以2020年为基准年，将其应用于长江中下游地区三大主粮作物（玉米、小麦和水稻）的氨排放估算，揭示其月尺度特征、空间格局及减排潜力。结果表明，观测时间与频次对日均氨挥发通量的估算存在显著影响。玉米季将观测频次由1次增加至每天4次，可使计算偏差从32.0%~45.0%降至6.9%~19.6%；小麦季选择8:00~9:00和16:00~17:00两个时段观测，所得偏差相对较小，但仍存在?6.4%~8.8%的变幅。基于高频观测数据校准后的WHCNS模型模拟值与田间观测值吻合良好（R2=0.76~0.85，RMSE=0.40~1.02）。区域估算表明，长江中下游地区三大主粮作物氨排放主要集中在3~9月，占全年氨排放的88.0%，其中单季稻与玉米贡献了三大作物排放总量的71.1%。玉米氨排放热点集中于四川盆地及湖北省中部，单季稻高排放区沿湖北省中东部及以东的长江流域分布。减排情景分析显示，高效氮肥替代的减排效果最优（59.6%）；旱地作物（玉米、小麦）更适宜机械化深施与优化灌溉，水稻则以高效氮肥结合减氮施肥为优。本研究为区域尺度农田氨排放的精准观测与模型模拟提供了方法参考，并为长江中下游地区差异化氨减排策略的制定提供了科学依据。 |
| 英文摘要: |
| 通过对土壤氨挥发的高频次观测验证了观测时间与频次对氨挥发日均值估计的重要性;
通过高频次观测数据对WHCNS模型进行了本地化校准，并将其用于长江中下游三大主粮作物氨挥发的重新估算，阐明了不同主粮作物氨排放的月尺度特征、空间格局;
通过设置不同减排情景，分析长江中下游地区主粮作物最佳减排措施，并根据地区的技术可行性、推广障碍等，以及不同作物系统(旱地、水田)给出相应减排措施，增强了政策参考价值。 |
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