环太湖不同生态防护林带土壤微生物特征研究开题报告

1. 研究目的与意义

太湖流域位于长江三角洲核心地区，流域总面积3.69万km^2,，其中水体面积2338km²。行政区划分属江苏、浙江、上海和安徽。随太湖流域经济社会的快速发展，流域用水量和废污水排放量大量增加，近30年来水体水质不断恶化。非点源污染是造成太湖水质污染与水体富营养化的重要因子。

农业生产活动中非点源污染是引发水体富营养化的重要原因。太湖流域地区农业发达，生产过程中使用化肥和农药，相当一部分通过土壤径流进入湖水，从而造成环太湖流域环境状况的恶化，尤其是水污染已到了亮红牌的地步，严重影响经济、社会发展。近几年来，开展了生态工程防治，特别是生态防护林带对太湖地区非点源污染的控制研究。通过探讨合理林带模式，为环太湖流域的生态发展与环保提供依据。

土壤微生物生物量是土壤有机质的活性部分，也是土壤中最活跃的因子，它是指土壤中体积小于 510³μm³的生物总量。虽然土壤微生物生物量氮含量很低，通常仅占全氮的比例1%-5%，但它们是土壤有机碳中最活跃的部分和植物所需养分重要的源和库。土壤微生物量氮不仅是研究土壤氮素循环及其转化过程的重要指标，而且是综合评价土壤质量和肥力状况的指标之一。研究表明，影响土壤有机质氮素及和氮含量的自然因素包括土壤母质和气候条件等，而人为因素则主要包括土地利用和耕作管理方式等。

2. 国内外研究现状分析

土壤微生物生态学是土壤学、微生物学和生态学相互渗透、结合而产生的一门新兴的边缘学科。在19世纪中、后期是学科发展的黄金时期,土壤学、微生物学和生态学都在这个时期应运而生。到了19世纪末20世纪初，一些经典的土壤微生物学专著相继出版，土壤学和微生物学才真正开始融合。在20世纪上半期也曾有科学家指出土壤微生物学的基本问题本质上看是生态学问题，但由于那个时期生态学本身仍在发展中，还不可能形成土壤微生物生态学这门分支科学。现代，随着由于人口膨胀和工业的迅速发展，环境污染的日趋严重，一些关于微生物生态学和土壤微生物生态学的著作随之产生，自此土壤微生物生态学正式成为一门学科。

我国土壤微生物学的研究工作基本上是新中国诞生以后开始的。当今，环境问题受到重视，我国在微生物生态领域的研究也迅速发展。80年代，我国在土壤微生物学方面研究工作已经涉及微生物区系、地域分布等基础性研究。近些年，随着分子生物学的迅猛发展，土壤微生物生态学又与分子生态学结合起来。

土壤微生物在土壤养分转化与循环、维护生态平衡和保护环境等方面具有非常重要的意义。20世纪70年代以来，国内外对此进行了广泛深入的研究，尤其在林地土壤上的研究更加深入细致。土壤微生物量与环境生态及养分循环方面取得了重要进展，如不同生态环境下土壤微生物量的演变，土壤微生物呼吸作用增强与土壤重金属污染的关系等。今后的研究应着重需要在以下几个方面：(1)进一步完善微生物量测试方法；(2)土壤微生物量包括微生物碳、微生物氮、微生物磷和微生物硫的周转及其与土壤碳、氮、磷、硫的植物有效性和土壤养分循环的关系，特别是与氮素损失问题相联系；(3)根际土壤微生物量的测试技术的建立和完善,根际土壤微生物与植物相互作用的定量研究；(4)土壤微生物量及其活性与土壤质量、作物生长之间的内在联系,寻求能够反映土壤污染、退化或土壤肥力持续性的土壤生物学指标；(5)土壤大气界面物质交换的微生物学过程的定量研究包括二氧化碳、甲烷、氧化氮等的产生与土壤微生物的数量、组成和活性之间的关系等；(6)微生物对特殊环境(污染、酸雨等)的反应以及在其中的功能。所有这些研究都将推动持续农业和环境保护事业的发展。

3. 研究的基本内容与计划

（1）不同林带下土壤微生物生物量氮含量测定；

（2）不同林带下土壤微生物土壤酶活性比较；

（3）评价不同林带下土壤微生物对面源污染物的削减作用。

4. 研究创新点

目前的研究主要针对以杨树为树种的防护林带对水体污染治理的研究，对于其他树种的土壤微生物特征研究较少，通过本实验比较杨树、樟树、紫薇、广玉兰等各树种下土壤微生物生物量氮含量变化以及比较土壤酶活性差异，在此基础上评价不同林带对面源污染物的吸收与净化功能差异，为找出消减面源的最适宜树种提供理论基础和科学依据。