围湖造田对土壤碳矿化及水溶性有机碳的影响开题报告

1. 研究目的与意义

研究目的：近年来，在我国东北、西南、东南、长江中下游等地区相继开展了土壤水溶性有机碳的相关研究，水热条件、成土因素、土壤质地、植被类型、施肥方式、耕作措施等是造成各生态系统土壤水溶性有机碳时空变异的主要原因。我们以太湖流域肖甸湖区为代表，研究肖甸湖区围湖造田35a后，湖泊水体碳库完全转变为陆地碳库，香樟林、水杉林、毛竹林、农田等这4种江南地区典型土地利用方式对0～40cm土层水溶性有机碳含量的影响，以及各土地利用方式下水溶性有机碳的垂直分布特征与季节动态，从而进一步认识和理解围湖活动对碳循环的影响。

研究意义：土壤有机碳是土壤质量评价的重要指标．但是。利用总有机碳(TOC)来评价土地利用方式对土壤碳动态的影响。特别是在土壤中稳定有机碳背景较高的情况下，是非常困难的。因此，需要以敏感性评价指标研究土壤有机碳动态．土壤水溶性有机碳(DOC)在陆地生态系统碳循环中起着重要作用，其通量比全球植物和大气问碳交换量小l～2个数量级，所以生物圈碳平衡很小的变化，会导致DoC的巨大变化，DOC浓度和通量是土壤环境变化的敏感指标，可用来反映环境条件的变化．然而，土地利用方式对它的影响的研究却非常少．

2. 国内外研究现状分析

有研究显示，未受干扰的自然林地土壤水溶性有机碳含量高于耕作土壤。Smolander等的研究发现，阔叶林土壤水溶性有机碳含量明显高于针叶林土壤。肖甸湖区4种土地利用方式对土壤水溶性有机碳的影响与前人的研究结论不完全一致：0～10cm土层WSOC量3种林地大于农田，但阔叶林中小于针叶林；而10～20cm与20～40cm土层WSOC量表现为农田大于3种林地，针叶林小于阔叶林。水溶性有机碳既是土壤动物及微生物新陈代谢的产物，又是土壤微生物最主要的能源，决定了微生物的活性和数量；而微生物活性又是影响水溶性有机碳产生和释放的重要因子。农田耕作活动不仅影响土壤的物理化学性质，而且影响土壤的生物学特征。机械耕翻等扰动过程增强了土壤的通透性和疏松程度，改善了微生物分解有机质的环境，尤其是对微生物较易利用的水溶性有机碳影响较明显；微生物对水溶性有机碳的消耗量大于产生量，最终导致水溶性有机碳含量的降低。这可能是造成0～10cm土层农田水溶性有机碳含量小于林地，以及农田土壤水溶性有机碳含量垂直分布特征异于林地(12月冬闲期除外)的重要原因。农田土壤微生物生物量碳含量显著高于林地土壤，微生物活性较强，分解代谢产物增加，从而使其10～40cm土层水溶性有机碳含量大于林地。根据权伟等钊的研究，0～10cm表层土壤植物细根生物量阔叶林小于针叶林，0～10cm较10～25cm的高。根系分泌物是土壤水溶性有机碳的重要来源之一，这可能是此次研究结果中0～10cm土层水溶性有机碳含量阔叶林小于针叶林的原因；在10～40cm土层，可能由于土壤累积的总有机碳对水溶性有机碳的贡献大于根系分泌物，从而表现为土壤水溶性有机碳含量阔叶林大于针叶林。肖甸湖区土壤水溶性有机碳含量高于相同气候带丘陵低山森林，但低于其他地区平原湿地研究结果。这说明围湖地区土壤有机碳易分解组分含量较高，相较于旱地发育的山地森林，有机碳稳定性较差，但与干湿交替的湿地相比，有机碳稳定性较强。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1.土壤理化性质

1.1土壤容重：环刀法；

4. 研究创新点

围湖造田作为中国特有的一种土地利用方式，目前的研究主要集中在从宏观上探讨该土地利用方式对周围环境的影响方面。本研究则立足于在全球碳循环中起主要作用的土壤有机碳，对围湖造田造林后，湖底沉积物被转变为农田和森土壤后其土壤有机碳的变化及矿化过程进行了研究，可以更深入得了解围湖造田这种土地利用方式在全球碳循环中所起到的作用。