退耕土地碳循环分析的研究

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1、十•壤有机碳是陆地碳库的主要部分，在全球碳循环中起着重要作用。在全球气温逐渐变暖的背景卞，如何管理陆地生态系统，以保持更多的土壤碳储量，并尽可能沉积更多的人气碳是当前面临的新挑战。H前，陆地牛态系统碳循环的研究己引起了广泛关注。有机碳的吸收和动态变化与土地管理活动紧密相关，通常认为植被破坏导致流失，植被保护增加土壤碳汇。其实，植被变化过程中的变化方向和数量大小不仅仅取决于变化前后植被类型，还主要与土地利用的历史，种植模式及管理强度有关。中国西北地区是全国主要的一熟区，为了提高资源利用率，多数地区为间作套种植，和东北地区--样，该区有机质分解缓慢有利于碳储存，对全球碳储存具有一定贡献。

2、近年来，在发展多熟种植过程中，提出了多种间作套种植模式，克服了以前rh于所种植结构单一，导致土壤营养流失，不利于土壤碳吸存。立题依据屮国西北地区是目前世界上典型的黄土高原区和内陆荒漠绿洲热点区域，也是气候类型复杂和生态环境多样性区域之一。中国西北地区地处黄河上游，地区环境的变化，对中国黄河流域生态安全起着至关重要的作用。西北是少数民族聚集的地区，生态环境状况对保护民族文化多样性维护民族团结、国家安定具有重要意义。因此，论文“河西绿洲灌区不同间作套种植模式碳循环机理研究”，通过农皿生态系统不同种植模式的碳汇特征及造成不同植被类型库差异的影响因子进行研究：1、有助于精确估算农田生态系统中

3、不同种植模式的碳储量，从而为陆地生态系统土壤碳评佔提供基础数据，并丰富碳循环理论。2、土壤有机碳的动态是土壤肥力高低的指示，且与水土流失，牛态环境保护紧密相关，本研究可为土壤碳管理及绿洲灌区的生态区规划提供帮助。国内外研究现状据估计，土壤碳储屋约为陆地生态系统植被碳储量的2.5・3倍［1］,为人气碳库（以C02形态存在）的2・3倍⑵。土壤每年以C02形式进入人气的通量约为60-80PgC/yr［3］,是化右燃烧排放C02的12-16借。作为陆地碳炸的主要部分，土壤右机碳在全球碳循环屮起着重要作丿U。为了解土壤有机碳在全球碳循环屮的重要作丿IJ,已有许多学者在全球，国家以及区域尺度研究

4、了土壤碳的空间分布特征，但是，bl前对土壤碳库储量的估计仍有很大的不确定性。Zhou等⑸认为，要精确估计SOC储量，必须研究它的组成和动态变化。目前，碳积累机制的研究已引起了广泛关注［16］。SOC的吸存和动态和十•地利用活动紧密相关［17-20］。在过去的儿个世纪中，土地利用和植被变化改变了陆地面积的1/3至1/2［21］,引起了的显著变化。历史上，最重要的土地利用变化形式是农业用地的增加，因此，农田牛态系统成为全球碳循环研究的一个重点么一，农田土壤碳储存与转化规律，彫响了整个陆地牛态系统的碳收支。一般认为，保护性耕作措施可以增加碳汇，但基于对全球多个土壤剖而的分析，等认为，在较为

5、湿润的地区，灌木、树木入侵引起的地上生物量增加有可能被的流失所抵消。那么草木、木木植被类型转换过程中，影响土壤有机碳积累的机制是什么，也就是两植被类型土壤有机碳源、汇特征及周转过程如何，受何因素影响目前这方面的比较研究依然缺乏。土壤碳管理是目前关注的焦点［27］o在全球变化的背景下，如何管理农m牛态系统，以保持原有碳储量，并尽可能沉积更多的大气碳是当前曲临的新挑战［28］。基于农川不同种植模式,对比研究相应单作类型土壤有机碳廉特征吸存、分布及周转及其影响因子，不仅可以深入理解土壤碳积累机制，为土壤碳汇的秸确估计做出贡献，而H可深入了解不同种植模式碳吸亦及周转的特点，把握主要影响因子，

6、从而右助于提高土壤碳管理水平，达到碳管理R标。3.土壤碳库基本特征3.土壤碳炸组成根据稳定性不同，SOC—般分为两个分库，即（1）易分解的有机物质（一般为可溶性有机质），如植物残体和它们初步分解后的产物、微牛物体和微牛物代谢物。（2）不易分解的植物有机质和被粘粒保护的腐殖质［29］。土壤中易分解有机物质在土壤有机质中所占比例很小，但由于周转快,故对土壤碳通量影响很大［30］oBiederbeck和Zentne［31］认为,土壤有机质的短暂波动主要发生在SOC的易分解部分。因此，在土壤碳动态研究过程屮，易分解有机质的研究一直受到重视。分库研究而临的一个首要问题就是组分的分离。一般认为，

7、易分解的这部分SOM形成时间较短，具有较小的密度；而不易分解的SOM形成时间通常有儿十到儿百年，具有较大的密度及较小的粒级。因此，根据密度的差异和在水中溶解性的不同，易分解SOMnJ以分离获得，即所谓轻组有机碳（lightfraction）,较稳定的组分则称为重组有■机碳（heavyfraction）o也有学者使用不同的组分分离方法，如Schu1［32］把热水提取碳作为土壤易分解碳。王晶等［33］认为，热水提取碳以及轻组有机碳、水溶性有机碳、有效碳、微牛物