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　　甲烷(CH₄)是大气中主要几种温室气体之一，其增温效应仅次于CO₂，进人20世纪90年代CH₄的温室效应贡献已达到15％～20％。目前大气中平均CH₄ 浓度为1.72ppm，而且还在以每年约0.8％的速度增长。全球每年通过各种途径排放于大气中的CH₄达到535Tg(1Tg=10^{12g)，通过人类活动产生的CH₄排放
为375Tg，其中稻田是CH₄主要排放源，占总排放量的
12％，每年达到60Tg左右。对稻田CH₄实地监测
最早在美国和欧洲进行，但这两个地区的稻田所占
的总面积还不到全球总面积的2％，而且全球水稻种植
方法、土壤特性、气候及灌溉方式等因素差别很大。从
分布上讲，全球90％以上的水稻种植面积分布在亚洲，
因此对亚洲地区稻田CH₄的排放特征及规律的研究特
别重要，尤其是中国和印度。近些年来又有许多国家和
地区的科学家对稻田CH₄的排放进行了测定和研究，包
括日本、意大利、菲律宾、印度、印度尼西
亚等。中国是重要的水稻生产国，水稻种植面积约
占世界稻田总面积的22％，产量约占世界水稻产量的
38％。中国对稻田CH₄排放的研究始于20世纪80年
代，陆续在我国五大稻作产区做了稻田CH₄排放的野外
观测，对控制稻田CH₄排放方法与模式进行了研
究。从目前开展的观测看，中国稻田不仅是中国
最主要的CH₄排放源，而且对全球大气的CH₄排放也
起着重要的作用。本文综述了稻田CH₄排放的最新
进展与结果。}

1 稻田甲烷排放的机理

1.1 稻田甲烷的产生

　　稻田CH₄的排放是土壤CH₄产生、再氧化及排放传输三个过程相互作用的结果。CH₄的产生是这个体系中的第一步也是个极关键的过程，其数量的大小会直接影响排放通量的大小。在厌氧条件下，嫌气性纤维分解菌和果胶分解菌等微生物将土壤有机碳逐步降解为有机酸、醇、CO₂等，在土壤产CH₄细菌作用下，主要通过2种途径产生CH₄：(1)CO₂与土壤中的H₂ 或能提供H的有机分子反应；(2)醇、酸类物质还原。但是在不同稻田土壤中，这两种途径对CH₄产生的贡献并不固定，这主要取决于各不同稻田土壤中微生物菌族的差异，有些CH₄菌喜欢酸、醇类，而有些更偏爱CO₂和H₂。在特定环境中，何种产CH₄途径占优势取决于底物尤其是活性有机碳含量，而新形成的有机碳尤为重要。如活性有机碳含量丰富的沼泽， CH₄主要由乙酸发酵形成，因此产CH₄能力较强。在稻田中，CH₄产生主要发生在稻田土壤耕作层2～ 20 cm，但不同的农田作业对此有很大的影响。意大利稻田中7～17cm土壤层是重要的CH₄产生区域，13cm 处的CH₄产生率最大，而我国湖南地区由于独特的有机肥铺施操作，土壤中CH₄的产生在耕作层以下3～ 7cm就到达最大值。

1.2 稻田甲烷的氧化

　　氧化在稻田CH₄的排放过程中起着重要的作用。观测表明，稻田中CH₄排放量占CH₄产生量的3％～ 81％，剩余的部分在输人大气前被氧化。CH₄可以在有氧和厌氧环境下被氧化，但土壤中CH₄的最主要氧化过程还是有氧氧化，而且主要发生在水稻根际及土壤与灌溉水交界面这两个区域。一些研究认为氧化过程能消耗稻田土壤所产生CH₄总量的50％～90％。土壤中消耗CH₄的细菌主要有甲烷氧化细菌和硝化细菌，但硝化细菌氧化CH₄的最大速率要比甲烷氧化细菌氧化CH₄的最小速率小约5倍，因此可以认为土壤CH₄的氧化主要由甲烷氧化细菌来完成。

1.3 稻田甲烷的传输

　　只有当土壤中CH₄积累到一定的数量，在土壤及传输中被较少地氧化，而又有较通畅的排放途径时，才会出现较大的排放量。CH₄向大气传输途径的畅通能够使土壤中的CH₄很快排向大气，避免在氧化区域长时间停留，因此CH₄传输效率是影响CH₄排放率的重要因素。土壤中的CH₄主要通过3种途径排入大气中：(1)大部分被植株根系等吸收，随着养分的输送再经作物的通气组织排放到大气中；(2)形成含CH₄ 的气泡，气泡上升到水面破裂而喷射到大气中；(3)少量CH₄是由于浓度梯度的形成而沿土壤-水和水- 气界面而扩散排出。在水稻生长的大多数阶段，一般认为大约90％的CH₄排放量是通过水稻植物体排到大气中去的，由气泡和分子扩散完成的输送不到排放量的10％。由于水稻植物体内部通气组织较发达，茂密的水稻根系组织分布在稻田土壤中，能主动汲取溶有CH₄的土壤水，使CH₄进入通气组织。另一方面，水稻植物体也能传输大气中的氧气到根系，以维持根系组织的呼吸，这能很大程度地影响根部区域CH₄ 的氧化。水稻体还能通过根流出物质影响土壤中CH₄ 的产生率，由此可见水稻体对CH₄排放的重要性。

2 稻田甲烷排放的规律

2.1 甲烷排放的日变化规律

　　CH₄排放通量日变化规律随环境条件而异。目前观察到的主要有4种日变化类型：第一种类型是午后 13∶00出现最大值，这种变化在我国多数地区和国外观测都出现，并且和水温、土壤浅层及空气温度的日变化一致；第二种类型是夜间至凌晨出现排放最大值，这是比较少见的一种，可能的原因是植物在炎热夏季的中午为防止植物体内的水分散失而关闭气孔，堵塞了CH₄向大气传输的主要途径，未能排出的 CH₄在晚上随着气孔的开启排向大气，从而出现了 CH₄排放率在夜间的极大值；第三种类型是一日内下午和晚上出现两次最大值，这种情况在杭州地区的晚稻和第二种型式一起常被发现，可能是以上两种排放途径的作用结合在一起造成的；第四种类型是在特殊天气条件下发生的，如在连续阴雨天气，CH₄通量的日变化不像晴天那样明显地存在余弦波式的规律，而是有逐日降低趋势，土壤温度的变化也只有微小的波动。这可能与阴雨天水稻光合作用减弱、水稻根系分泌物减少及阴雨天土温较低造成的较低的土壤CH₄产生率有关。

2.2 甲烷排放的季节变化规律

　　稻田CH₄排放的季节变化与水稻种植系统类型 (例如早稻和晚稻)、稻田的预处理方式(例如施绿肥、前茬种小麦、垄作、泡田等)、土壤特性、天气状况、水管理、水稻品种、施肥情况等因子密切相关。一般来讲，水稻生长期CH₄排放具有3个典型排放峰，分别出现在水稻生长的返青、分蘖和成熟期。水稻生长期第1个CH₄排放峰值可能与水稻移栽前施入有机肥或淹水处理土壤水生植物的分解有关，第1个峰值通常较大。第2个峰出现在水稻分蘖盛期，气温也较高，植物体通气组织已比较发达，传输CH₄的净效应 (CH₄传输率减去CH₄氧化率)比较大。第3个峰出现在成熟期，水稻根系的腐败物质给土壤提供较多的产CH₄基质可能是出现第3个峰值的主要原因。

2.3 甲烷排放的年际变化和空间变化规律

　　在浙江、江苏、湖南等省能够观察到比较明显的 CH₄平均排放率的年际差异。由于对单个影响因子如气候变化、水稻品种、土壤状况、水肥管理等了解远远不够，不同地区年际变化的原因还不明确，估计土壤类型与土壤特性、气候系统、水稻品种与生长体系、施肥效应、水管理等是造成这种差异的原因，其中土壤类型与土壤特性是最重要的。

3 影响稻田甲烷排放的因素

3.1 土壤理化特性

3.1.1 土壤母质 王胜春等研究表明，对于不同母质发育的水稻土，CH₄的排放量不同，其CH₄排放通量大小顺序依次为：花岗岩发育的水稻土＞第四纪红土发育的水稻土＞玄武岩母质发育的水稻土。可能是因为花岗岩母质发育的水稻土有机质含量低，为产 CH₄细菌提供的C源少，其CH₄排放量高。但进一步研究又发现不同母质水稻土有机质含量可能不是造成 CH₄排放量差异的主要原因，还与土壤中有效Mn、有效Fe等的含量有关。

3.1.2 土壤质地 土壤质地能影响土壤通透性和土壤有机质的分解速率，因而能影响土壤Eh和对产生 CH₄微生物的基质供应及稻田CH₄排放。不同质地的稻田土壤CH₄排放通量有明显不同。陈云中等发现CH₄排放量与土壤中0.002～0.02mm的颗粒含量呈正相关关系，而且还进一步观察到CH₄氧化活性与直径在2～0.02mm的土壤颗粒含量呈正相关，而与直径＜0.002mm的土壤颗粒含量呈负相关。由于土壤中＜0.02mm的颗粒含量增加，被氧化的CH₄减少，于是CH₄排放增加。Sass和Fisher在美国Texas稻田的观测中也曾发现土壤质地越粘，CH₄排放量越少。造成此种现象的原因可能为：(1)粘质土壤对有机质有较强的保持作用，即使粘质土壤的有机质含量较轻质土壤高，供给产CH₄菌的有机基质也可能较少；(2) 粘质土壤对Eh的缓冲作用较强，淹水后土壤Eh较高，从而限制了产CH₄菌的活性；(3)粘质土壤的气体扩散较轻质土壤慢，不利于闭蓄态CH₄的排放。

3.1.3 土壤有机质土壤中的有机质除土壤本身所含有的部分外，主要来源于有机肥料和植物根系分泌物及老化脱落的细胞。有机质在淹水后发酵生成一系列简单的有机化合物，这些有机化合物包括各种气体、碳氢化合物、醇类、碳酸类、脂肪酸类、酚类化合物和含硫类化合物。这些极易矿化的简单化合物是产生 CH₄的碳源和能源。稻田的CH₄主要是由于这些土壤中有机质在厌氧条件下，经过土壤中产甲烷菌的分解产生的。林匡飞等观察到CH₄排放通量与土壤有机质含量呈显著正相关，可能原因是土壤淹水后，有机质厌氧分解占优势，微生物夺取土壤中有机物中的氧，形成各种还原性物质，导致土壤Eh值迅速下降，Eh值下降越快，还原性物质产生也就越多。但也有人发现土壤有机质含量与CH₄排放关系不密切，四川稻田的有机质含量在中国所有观测点中是较低的，但其CH₄排放量却很高；在北京，有机质含量为 13.3 g kg^-1的稻麦轮作田比含有机质32.3 g kg^-1的只种水稻的稻田的CH₄排放率高。因此，在评价有机质对CH₄排放的影响时，要考虑到土壤其它性质的影响。

3.1.4 土壤氧化还原电位(Eh) 氧化还原条件是 CH₄产生最主要的调控因素。土壤淹水后，其中的溶解O₂很快被消耗掉。随着有机物质的降解，土壤中的 NO^-₃、Mn⁴⁺、Fe³⁺、SO^2-和CO₂依次作为电子受体而发生反应，伴随着这些氧化还原反应的进行，土壤Eh 逐渐降低。CH₄产生作用位于呼吸链的最末端，通常要求非常低的Eh。一般认为对CH₄形成所要求的临界起始Eh值大约-140～-160mV。通常，有机质含量丰富而NO^-₃、Mn^{4+及Fe³⁺少的土壤在淹水
两周后即可达到这种较低的Eh值，而Fe³⁺和有机质
含量较高的土壤则需一个月的时间才能慢慢降至-
200 mV。当Eh低于-150～160 mV时，产CH₄微生
物开始明显活动而排放出CH₄，且CH₄的排放通量随
Eh的下降呈指数增加。但是当土壤Eh为正时，稻
田还是有一定数量的CH₄排放，这可能是由土壤
的不均匀性导致土壤Eh的较大空间变异引起的，另
一个原因是CH₄可能在土壤Eh大于－150mV时即已
产生。Bender和Convad发现高于-150 mV的土
壤Eh对CH₄产生的抑制是自由氧的存在而引起的，
在无自由氧的情况下，CH₄在土壤Eh为+50 mV时即
已产生。另外，徐华等发现，在水稻生长期土壤处
于适宜CH₄产生水平时，土壤Eh对CH₄排放季节变
化没有显著影响，这时土壤温度却显著影响CH₄排放
季节变化；当水稻生长期相当一段时间土壤Eh处于
抑制CH₄产生的水平时，土壤Eh的季节变化与CH₄
排放季节变化间存在显著相关性，而土壤温度却没有
显著影响。}

3.1.5 土壤pH值 大多数产甲烷细菌生长代谢的 pH适应范围在6～8，最适pH值为7左右。但也有人发现有嗜酸性和嗜碱性产甲烷菌株的存在。

　　较低的pH条件对CH₄形成具有抑制作用。 Crill等报道在同一沼泽地中，pH为4.6～5.0的边缘地带与pH3.7～4.5的中心地带相比，具有较高的 CH₄排放通量。Wang等通过在土壤悬液中加入不同量的HCl和NaOH研究pH对CH₄形成影响，结果发现CH₄形成的最大速率发生在pH 6.9～7.1的条件下，pH低于中性时，CH₄形成明显减少，而在pH＜5.8 或pH＞8.8的条件下，土壤悬液的CH₄形成作用几乎完全被抑制。

3.1.6 土壤温度 土壤温度对土壤微生物活性和 CH₄产生具有重要影响。Schtltz等在室内对产甲烷细菌培养的结果表明，CH₄形成的最低、最适和最高培养温度分别为15℃、35℃和40℃以上。在其它条件一定的情况下，当田间温度低于最适温度时，产甲烷菌的活性随土壤温度的升高而提高。这些微生物活性的增加将加剧土壤中有机物的发酵分解，氧的消耗加快并引起土壤Eh下降，这将有利于产甲烷菌的生长，最终导致CH₄产量的增加。同时高温促进水稻生长，水稻植物体的呼吸作用和蒸腾作用加快，使CH₄通过植物体也加速向大气释放。另外，温度升高也能使土壤中CH₄气体通过水层的扩散率加快，CH₄气体较易形成气泡冒出水面，使CH₄避免了在稻田氧化区域的长时间停留，减少了稻田CH₄的再氧化。研究表明，温度每升高10％，CH₄产生率约提高3倍。Schutz研究发现，在不同时期，CH₄排放日变化与稳定深层的土壤温度有较好的相关性，CH₄排放率的季节变化则与土壤温度相关性较差。而Yagi认为，稻田CH₄ 排放量与5cm处土层温度密切相关，CH₄的日变化通量与温度的关系可以用阿累尼乌斯公式(lnF=b- a/T，F为CH₄排放通量，T为土壤5cm深处温度，a、b 为常数)拟合。然而受其它调控因素的影响，在田间试验中并非总是能够观察到土壤温度和CH₄排放之间这种显著的正相关性。Svensson指出当有一个或多个环境因素限制CH₄形成时，温度提高对CH₄形成的影响就不会表现出来。

3.2 水稻品种

　　水稻植株对稻田CH₄排放起着非常重要的作用。稻田向大气排放的CH₄ 80％～90％是通过水稻植株来完成的。不同类型的植株对CH₄的输送能力不同。植株根系提供有机碳的能力不同会影响CH₄的产生，而向根区输送氧气的能力不同则影响CH₄的氧化。已发现不同品种水稻对CH₄的氧化能力和排放能力相差1倍以上。Sass以及林匡飞等发现 CH₄排放量与水稻产量呈显著负相关，这可能是因为增加的CH₄排放量的同时损失了水稻生长可利用的能量。另外，段彬伍等发现，种植杂交水稻能增加土壤产甲烷细菌数和土壤产CH₄潜力，经测定，杂交水稻的产甲烷菌数比常规稻田高l～2个数量级，但水稻产甲烷菌数量的变化与稻田CH₄排放量的关系不太明显。

3.3 施肥

3.3.1 施有机肥 有机肥能增加稻田CH₄的排放，这是因为它为产甲烷菌提供极为丰富的产CH₄ 基质。CH₄排放的增加程度受土壤成分(主要是土壤中的有机物)的影响。一般情况下，在土壤有机质含量高的土壤中(如杭州)，有机肥的施入对稻田CH₄排放的影响较小，而在有机质含量较低的土壤中，有机肥的施入能较大幅度地增加稻田CH₄排放。此外，有机肥的施用种类对稻田CH₄排放量也有差别，王增远等发现在中国北方稻田，施用猪粪CH₄排放通量最大、施稻草次之、施用牛粪则最低。

3.3.2 施化肥 施用化肥可能影响土壤pH值、Eh 值等，从而引起CH₄排放量的增减。但不同的实验结果差异很大，有的甚至相反。熊效振等在太湖地区研究发现，太湖地区单季稻施用尿素比施用碳铵CH₄ 排放量增加10％～70％。在美国California和 Louisiana的实验及中国杭州的实验也观测到尿素使CH₄排放增加；而在中国北京观测到施用碳铵基本上不能减少稻田CH₄的排放，而尿素却比碳铵能更有效地减少CH₄的排放，在意大利稻田的观测结果也显示出尿素的施用使稻田CH₄排放减少。Wang 等认为尿素对CH₄释放的不同作用(促进或抑制) 可能是由于它可以提高土壤pH值的缘故，大多数酸性土壤中施入尿素后土壤pH值变得有利于CH₄形成，而中性或碱性土壤中施入尿素后则由于pH值升高抑制CH₄的形成。

　　Jakobsen发现稻田施用(NH₄)₂SO₄使CH₄排放减少，这种原因可能是因为有SO^2-₄存在的缘故。有SO^2-₄存在下的硫酸盐还原细菌对于产CH₄细菌具有明显的抑制效应。另外，土壤中一定量的SO^2-₄及其还原产物S^2-对产CH₄细菌具有毒害作用。

　　林匡飞等研究发现，稻田施包膜复合肥处理比仅施有机肥或仅施尿素年CH₄排放分别减少73.4％和48.6％。

　　化肥代替有机肥虽能有效地减少稻田CH₄排放，但长期使用化肥对土壤和生态环境产生较大影响。有机肥是保持土壤肥力、保证农田生态系统可持续发展的重要措施之一，且价格较低，所以在大量使用有机肥的水稻产区可以实行有机肥和化肥混施的方法来减少稻田CH₄排放。

3.3.3 稻草还田 稻草还田在我国各稻区普遍应用。 Yagi在日本研究发现，当稻田施用稻草时，CH₄排放量提高1.8～3.6倍。陈苇等研究表明，稻草无论采用翻施或表施，与仅施尿素比，均显著地提高稻田 CH₄排放量。但改变稻草的施用方式，采用稻草表施，可显著降低稻草CH₄排放量，约比稻草翻施减少 11％。其原因主要是由于减少稻草与土壤的接触，部分稻草在土壤表层进行有氧降解，其降解产物在土壤氧化层中还原产生CH₄的可能性较小，主要产物以 CO₂的形式排放，降低了稻田因施用稻草CH₄排放的增加值。

3.4 水分管理

　　水是影响稻田CH₄排放的决定性因子。稻田土壤一旦灌水且保持在淹水条件下，土壤氧化层以下 Eh便不断降低，并依次发生下列物质的还原反应：O₂→ H₂O，NO^-₃→N₂O和N₂，Mn⁴⁺，Fe³⁺→Fe²⁺ ， SO^2-₄→S^2-，CO₂→CH₄，SO^2-₄→S^2-，这些反应发生在 -150mV的电位，低于此电位CH₄大量发生。同时土壤CH₄排放量是CH₄生成量和氧化量的综合结果。长期淹水会降低土壤Eh值，增加CH₄的排放；而水层过深，土壤中已产生的CH₄在通过气泡或以扩散的形式穿越水层时，被氧化掉的量增加，CH₄的排放量反而减少。不同的淹水程度直接影响有氧和无氧区域的相对大小，从而影响CH₄的产生和氧化。在湖南，稻田缺水时可以检测到CH₄产生与排放的减少， CH₄产生层随着土壤湿度的降低从土壤表层逐渐向深层转移，当稻田重新浇灌后，CH₄的排放在很长一段时间内不能恢复。而在华中地区，在晚稻收获前通常要将稻田中的水排掉，以便播种绿肥或方便冬季旱作， CH₄的排放量在此阶段很快地下降，可以影响总的和季节平均的CH₄排放通量。

　　深水灌溉、间歇灌溉和常湿稻田都能减少稻田 CH₄的排放。深水灌溉通过较深的水阻碍了厌氧环境下所产生的CH₄由下至上的传输，从而减少了稻田 CH₄排放，并有利于保持土壤中的有机物，对水稻产量没有太大的影响。由于灌溉水的缺乏和维持水深操作的复杂，深水灌溉不是十分理想的减排方法。间歇灌溉是对稻田保持几天灌溉和几天晒田相间隔，发现稻田CH₄排放有明显的减少，使整个季节的排放量减少了42％～45％。在灌溉条件良好的情况下，间歇灌溉可节省灌溉用水总量25％左右，易作为控制 CH₄的有效措施，但间歇灌溉可能引起的N₂O排放的增加是关注的焦点。常湿稻田是一种保持稻田中无水层但湿润的情况，它对CH₄的排放作用最大，但水稻有大幅度的减产，因此并不可取。晒田作为我国南方一种传统的耕作措施，可使土壤经常接触空气，有利于Eh的提高，破坏了甲烷菌的生存条件，从而起到抑制CH₄形成和排放的作用，作为一种潜在的减排措施值得进一步研究。

3.5 耕作制度

　　耕作制度对稻田CH₄排放也有重要影响。水稻半旱式栽培是在稻田里起垄，垄顶两侧栽秧，垄沟蓄水的一种耕作制。它以浸润灌溉为核心，能改良土壤结构，协调土壤中水、热、气、肥的关系，促进土壤有机质分解和养分转化，消除稻田冷、毒等障碍因素，促进水稻早生快发，具有极显著的增产效果。这种半旱式栽培方式，仅将水灌溉到垄沟的三分之二深处，水稻栽种在垄顶两侧，稻株根部基本不淹入水中，从而有利于水稻根系发育，提高土壤的通透性，有效地改善了土壤氧化还原条件。魏朝富等在重庆地区冬水田中采用了这种半旱垄作(稻麦)和水早轮作(稻麦)耕作方式，发现与冬水田相比，半旱式垄作(中稻)能显著减少 CH₄年累计排放量。卢维盛等研究表明，稻田连续淹水能显著增加CH₄的排放，水旱轮作会降低CH₄的排放，改变水旱轮作方式也能明显减少稻田CH₄的排放。不同水旱轮作方式对稻田CH₄排放的影响与它的旱作时间长短有关，连续旱作时间越长，产甲烷菌死亡越多，而且淹水后Eh下降越慢，因而CH₄排放也就越少。稻田采用旱种，整个生长期稻田的平均CH₄排放量降低40％～70％；垄作栽培技术用于常年积水田，既可提高产量，又可以显著降低CH₄的排放量。

4 稻田甲烷的减排方法

　　稻田CH₄排放研究的最终目标之一是制定有效的减排措施。由于世界人口不可避免的在增长，我们在减少全球稻田CH₄排放的同时，必须保证水稻产量不受影响。因此比较合理的思路是通过高效的农业管理措施或高产水稻品种来实现。

　　目前研究较多的农业管理措施主要是施肥管理和水分管理。稻田CH₄排放的施肥效应从总体上讲，有机肥是增加CH₄排放的重要原因，而对无机肥的报道则有一些矛盾之处，有的发现增加CH₄排放，有的发现减少CH₄排放，有的则发现几乎没有影响(如前述)。许多研究表明，施肥效应主要取决于所施肥料的质量、数量及施肥方法。因此，通过适宜的施肥措施，可以在不降低水稻产量的基础上减少稻田CH₄的形成速率。水分管理对稻田CH₄排放也具有重要影响，合理的灌溉技术(如晒田、间歇灌溉)通过改变土壤的Eh状况，不仅可以达到减少CH₄的产生，而且能够促进土壤中CH₄的氧化作用，从而达到减少CH₄排放的目的。此外，也有人提出了用稻麦轮作、半旱式栽培技术、免耕技术和水稻垄作技术等方式减少CH₄的排放。近年来研究发现，稻田CH₄和N₂O排放之间存在互为消长的关系，此关系主要受土壤含水量和Eh 的调控。到目前为止，稻田CH₄的减排措施离实际应用还有一段距离。由于世界各地的水稻土壤类型、水稻品种及种植方式变化多样，而且还有完全不同的灌溉方式，很难找到统一的减排模式。然而无论是施肥管理、水分管理还是水肥结合措施，其遵循的基本原理是一致的，尽可能减少CH₄和N₂O的生成作用及增强其消耗作用。因此，要制定有效的减排措施，不仅依赖于对水稻CH₄和N₂O排放过程的研究，还必须以对 CH₄和N₂O产生与消耗的微生物过程及调控因子的了解为基础。

5 展望

　　综上所述，稻田土壤CH₄的产生与排放是一个极其复杂的过程，这些过程受环境条件及农业管理措施的影响。深入研究稻田土壤CH₄排放与这些因素间的数量关系，客观估计稻田土壤CH₄排放总量并提出切实可行的减排措施仍是研究的主题。这些研究内容包括：(1)CH₄产生与排放的机理及其影响因素的研究。研究产甲烷菌的种类及特性，从微生物学角度深入研究其机理。(2)氮肥或其它农耕措施对甲烷氧化菌氧化大气CH₄存在抑制作用，由于这种抑制作用是长期且不可逆的，因此阐明这种抑制作用的机制不仅对采取相应的措施来减缓氮素的抑制作用具有意义，更期望用于指导恢复土壤已丧失的氧化大气CH₄能力的研究。今后应深入研究CH₄氧化机理及影响因素，摸清CH₄氧化菌的种类特性。(3)加强土壤环境及农业技术措施与CH₄排放量的定量研究。这些因素不仅具有变异性，而且相互制约。加强定量研究将有利于精确估计CH₄排放量，从而为减排措施提供理论依据。(4)基于以上的研究，提出减少稻田CH₄排放的合理措施。

    注：
    （1）文章来源：土壤通报，2004年35卷第5期；
    （2）作者单位：中国科学院大气物理所边界层大气物理和大气化学国家重点实验室。

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