農田生態系統是陸地生態系統的重要組成部分，約占全球陸地面積的10.5%，其CO2排放量占到人為溫室氣體排放量的21%-25%，因此，研究農田生態系統中土壤碳排放及其影響因素對準確評估陸地生態系統碳收支具有重要的意義。
武漢植物園植物營養與農業生態學科組劉毅博士在陳防研究員的指導下，重點研究了稻田土壤干濕交替轉化過程對CO2排放的影響，通過測定長期不同施肥條件下稻田的土壤呼吸速率和水溫因子的時空變化，得出結論：稻田土壤CO2排放具有明顯的季節變化特征，土壤干濕交替過程、作物生長以及環境溫度變化共同控制稻田土壤CO2排放；土壤淹水條件下CO2排放顯著低于落干條件，其最高極值出現在水稻分蘗期的土壤落干條件下。落干條件下，晚上CO2排放保持在2-4 μmol.m-2.s-1之間，白天CO2排放隨著溫度的升高而升高；淹水條件下，因水層阻礙擴散，晚上CO2排放保持在較低水平，白天更因水體中自養水生生物的光合作用，CO2排放進一步減少，甚至出現負值。該結果可為全球碳素平衡預算和全球CO2潛在效應的估計提供基礎的科學數據。
該研究得到了國家自然基金項目（31100386）及中加國際合作項目（IPNI-HB-33）的資助，研究結果以“Carbon dioxide flux from rice paddy soils in central China: Effects of intermittent flooding and draining cycles”為題發表在生物學領域重要期刊PLoS One上。
淹水和落干條件下稻田土壤CO2排放比較示意圖
（植物營養與農業生態學科組）
