施肥与温室效应的关系.doc

论施肥与温室效应的关系
1引言
俗话说：民以食为天。在经济全球化的今天，越来越重视粮食的供给，保证粮食安全生产，提高粮食生产的效率和质量，让非洲饥民的恶梦永远成为梦，让世界根本的摆脱粮食的困扰。为了提高粮食产量，人们通过施肥直接为植物提供养分。肥料有两种：有机肥料和无机肥料。有机肥料是指生命残体，它是在土壤中矿化后释放植物养分的。无机肥料是指经过加工（粉碎、溶解、浓缩、反应、干燥、皂隶等）的矿物质肥料或从大气中含有的惰性氮气转化合成的氨和铵态氮肥。有机肥料与无机肥料的本质区别是：前者是生命本身的残体（以含有机碳为特征），而后者是无生命物质（不含有机碳为特征）。由合成氨进一步生产转化的尿素虽然含有一个有机碳，但因为是人工合成的，故仍可称“矿质”肥料或“无机”肥料，但人和动物排泄的尿素则属于“有机肥料”无疑。
世界上使用化学加工的无机肥料只有150~160年的历史，是科技进步的产物。德国农业化学家李比西博士于1840年创立了植物无机营养学说，促进了无机肥料工业的发展。而事实证明，正是依靠了无机肥料工业的突飞猛进，世界农业才能提供和基本满足人口膨胀和其他事业需求的粮食。对于中国，正是由于化肥工业的长足进步，才保证了近50年来人口翻3番的粮食需求，以不足世界10%的耕地养活占世界22%的人口。
但是如果在施肥过程中如果不注意合理使用，例如不重视有机肥与无机肥的合理配合使用；或者把有机废弃物、人畜排泄物任意堆放、而不加以利用或直接排入水体等，均会导致局部地区的生态环境问题：如对大气的污染。地下水硝酸盐含量超标，水体富营养化、重金属污染以及土壤肥力衰退等。所以只有科学施肥才能保持和改善土壤质量和生产力，满足人类社会对粮食的和其他生活用品的数量和品质的要求；又能使生态环境受到良好的保护，实现农业和人类社会的可持续发展。所以认识到施肥对生态环境的影响及采取相应的对策就显得很有必要，下面就对施肥与温室效应的关系进行综述。

任何物质都能发射出电磁波,而且其波长取决于这个物体的温度。物体的温度越高,发射出的电磁波的波长越短,发射出的能量也就越多。地球在太阳光的照射下,吸收了大量的热能,同时本身也不断地向外辐射红外线。这样地球就变成一个小小的收支系统,有开有合,存在着收支平衡。地球放出的电磁波为长波红外线,肉眼很难观察到。在地球的大气中,有各种各样的气体,它们对不同波长的辐射都有其特征吸收光谱,其中一些气体具有吸收红外线的作用。红外线本是从地球表面发射往宇宙空间,但在半途空中被这些大气所拦截,这些气体不仅吸收红外线,本身还具有发射红外线的性质。从大气中向下辐射能量,减少了地球的热量损失,这就是温室效应现象。在大气成分中吸收红外线特别多的大气有水气(吸收波长700-850nm和1100-1400nm的红外辐射)、二氧化碳(强吸收波长1200-1630nm的红外辐射)、臭氧、甲氧、氧化亚氮,同时还有人工制造的氟里昂气体,这些气体称为“温室气体”[1]。
工业化之前大气层中对“温室效应”负责的温室气体组分是CO2，CH4，N2O和水气，其在大气中的浓度相对稳定，吸收热量和释放热量的平衡使地球表层大气的温度稳定的维持在15OC左右。因此“温室效应”是客观存在的自然现象，是有利于人类生存的。但随着工业革命到来之后，现代社会在取得巨大的经济发展的同时造成相应得外部性，最有影响力的就是日益严重的并且已经威胁到人类生存和发展的环境污染。石油、煤炭、天然气等燃料的燃烧使得向大气排放的CO2，CH4，NOX急剧增加，而森林吸收的CO2日益减少，裸露的土地加强了土壤有机质的氧化，使大气层中温室气体的浓度大大上升。表一是最近400年来大气中温室气体组分浓度的变化[2，3]

表1地表温室气体浓度（ug/L）变化、近50年平均增长率及对全球变暖的贡献率（%）
气体1600年1800年1950年1995年增长率（%）贡献率（%）CO22802803113610.2~0.550CH40.70.81.151.730.919~25N2O0.280.280.290.320.2~0.34
表一数据说明了对全球变暖的主要贡献来自于CO2和CH4两种温室气体组分。NOX（N2O）的贡献率仅为4%，而且数量增加也不明显。但是施肥对N2O释放也是有密切关系的。关于化肥施用后对温室气体的排放研究已有很多,有机肥施用后对温室气体排放影响的研究也已展开,温室气体排放受多种因素的影响!肥料施用后温室气体排放通量的测定有助于了解温室气体排放量及其排放规律,有助于采取合理的减排措施.[18]下面分别叙述施肥对于温室效应气体释放的影响。
2施肥与各温室气体的关系
2.1二氧化碳
二氧化碳是造成温室效应的主要的气体之一。其产生与矿物燃料的燃烧有关。例如1990年全球排放的二氧化碳为28*108t/年，其中7