双碳目标对农田生态系统温室气体排放产生了深远影响,要求农业领域不仅要减少温室气体排放,还需提升碳汇功能。这促使农业结构和生产方式发生调整,例如优化稻田灌溉管理、推广高效栽培技术、提高氮肥利用效率,以及提升畜禽粪污资源化利用水平。
同时,政策和技术支持变得尤为重要,需要集成和优化现有减排固碳技术措施,并加大颠覆性技术研发。此外,建立农业低碳补偿机制和碳交易市场,尝试农产品碳标识,促进农民增收,成为新的发展方向。
农田温室气体排放的研究和模拟技术评价也日益受到重视,以期通过科学方法减少排放并提高土壤固碳能力。这些变化不仅影响农业生产实践,还对农业政策、市场机制和技术研发提出了新的要求,共同推动农业向绿色低碳转型。
农业是甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)和二氧化碳(CO2)等温室气体的主要排放源,占全产业排放的13.5%。农田温室气体又以施肥产生的N2O和稻田生产产生的CH4为主,如何对农田温室气体进行有效模拟,不确定性较大。本教程将从生命周期评价法(LCA)、经验模型和过程模型三个维度讲解农田温室气体排放的模拟,详细介绍甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)和二氧化碳(CO2)的排放过程以及模拟技术,掌握农田温室气体排放的模拟技术。
第一章 温室气体排放模拟研究
●农田温室气体的前沿应用
●农田温室气体排放的经典实验设计
●农田温室气体排放的全球数据整合
●农田温室气体排放的模拟研究
第二章 农田CH4和N2O排放模拟
1.农田CH4排放的模拟研究
①甲烷(CH4)排放的过程
②CH4排放的模拟研究
③CH4排放的经验算法和过程算法
④CH4排放程序的编写
2.农田N2O排放的模拟研究
①氧化亚氮(N2O)排放的过程(氮素的硝化作用与反硝化作用)
②N2O的模拟的主流方法和模型
③N2O排放的模拟练习
第三章 农田碳库模型和土壤呼吸
●农田主流碳库分解模型
①碳库的概念
②一级动力学碳库方程
③主流碳库模型及其算法
④两三库模型的编写和呼吸CO2的模拟
第四章 基于生命周期评价法的农田温室气体排放估算
1.生命周期评价法
①生命周期评价法介绍
②生命周期排放清单数据库
2.自下而上的农田碳排放估算
①生命周期边界的设定
②不同农业活动情景下农田温室气体排放估算
第五章 基于过程模型的温室气体排放模拟
1.DSSAT模型土壤养分动态过程及温室气体排放的模拟
①DSSAT模型的CH4模拟
②DSSAT模型的N2O模拟
③DSSAT模型的CO2模拟
④DSSAT模型的总温室气体和作物生产模拟
2.DSSAT模型温室气体模拟的实操练习
3.不同农田管理情景下温室气体的模拟
第六章 更多案例模拟与疑难解答
1.不同作物、不同情景下温室气体排放的模拟
2.实例回顾、训练、巩固、答疑与讨论
更多应用
①双碳目标下DNDC模型建模及在土壤碳储量、温室气体、农田减排、土地与气候变化中的应用
②双碳目标下基于“遥感+”集成技术的碳储量、碳排放、碳循环、温室气体等多领域监测与模拟
③基于OpenLCA、GREET、R语言的生命周期评价方法、模型构建及典型案例应用
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