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土地利用方式转变是全球气候变化的重要驱动因子,其对温室气体排放的影响越来越受到广大学者的关注。然而,由于不同土地利用方式本身植被、环境要素等的差异,区域气候差异以及温室气体产生与排放的复杂性,使得人们在理解土地利用方式转变对温室气体排放的影响机理,以及估算土地利用方式转变产生的温室气体变化量时仍存在很大的不确定性。本研究以中国科学院千烟洲红壤丘陵综合开发试验站为研究平台,分析研究了中国南方红壤丘陵区油茶园转水稻田以及施肥对主要温室气体排放的影响,探讨了土地利用方式转变对有机碳分解温度敏感性的影响,并对油茶园转水稻田对总温室气体百年CO2当量(CO2 equivalent emissions at GWP100,CO2-eq)的影响进行了估算。主要结论如下: (1)油茶园转水稻田显著增加了CH4排放量,并显著减少了N2O排放量,同时增加了土壤异养呼吸(Rh) CO2排放量。土地利用方式转变引起的植被类型、土壤水分以及土壤NO3-含量等环境因子的变化是温室气体变化的主要驱动因素。其中,油茶园N2O排放主要受表层土壤湿度和NO3-含量的影响,二者可解释N2O通量约26%~48%的变异;转变后,水稻田与表层土壤湿度及无机氮含量呈显著相关关系,二者可解释CH4通量约60%~77%的变异;油茶园和水稻田Rh主要受土壤表层温度和湿度的驱动,二者可解释约48~92%的季节变异。 (2)土地利用方式转变初期,稻田甲烷年排放量随土地利用方式转变时间的延长逐年增加,施肥对水稻田CH4排放的影响季节和年际差异显著。其中,施肥对晚稻季CH4排放的抑制作用显著强于早稻季,同时随着耕作年限的延长,施肥对CH4排放的抑制效应逐年减弱。 (3)施肥显著减弱了油茶园土壤对CH4的氧化能力,同时显著增加N2O排放;施肥对土壤呼吸和异养呼吸CO2排放量表现出促进作用。 (4)油茶园土壤呼吸(Rs)温度敏感性Q10变化范围为1.74~1.93,土壤异养呼吸Q10高于土壤呼吸,施肥增加土壤呼吸Q10值和异养呼吸(Rh) Q10值;不同季节稻田CH4排放温度敏感性Q10变化范围为2.89~6.94,施肥减弱了CH4排放对温度升高的响应。 (5)土地利用方式转变显著增加了CO2-eq排放,转变后稻田是油茶园的1.2~1.9倍,这主要是由于油茶园转水稻田显著增加了净生态系统碳平衡以及CH4和N2O的总排放量。其中,在不考虑油茶砍伐产生的CO2排放时,土地利用方式转变所产生的CO2-eq变化量平均约有53%来自CH4和N2O总量的变化。考虑转变过程中油茶砍伐产生的CO2释放,土地利用方式转变则使CO2-eq排放增加了40%~118%。