退耕土地碳循环研究

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1、土壤冇机碳是陆地碳库的主要部分，在全球碳循环中起着璽要作用。在全球气温逐渐变暖的背景下，如何管理陆地生态系统，以保持更多的土壤碳储最，并尽可能沉积更多的人气碳是当前面临的新挑战。目前，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，植被变化过程屮的变化方向和数量人小不仅仅取决于变化前麻植被类型，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耍的一熟区，为了提高资源利用率，多数地区为间作套种植，和东北地区-•

2、样，该区有机质分解缓慢有利于碳储存，対全球碳储存具有一定贡献。近年來，在发展多熟种植过程屮，提出了多种间作套种植模式，克服了以前由于所种植结构单-，导致土壤营养流失，不利于土壤碳吸存。立题依据中国西北地区是冃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牛态坏境多样性区域之一。屮国西北地区地处黄河上游，地区坏境的变化，对屮国黄河流域纶态安全起着至关重要的作用。西北是少数民族聚集的地区，牛•态环境状况对保护民族文化多样性维护民族团结、国家安定具冇重要意义。因此，论文“河西绿洲灌区不同间作套种植模式碳循环机

3、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片的影响因子进行研究：1、有助于精确估算农田生态系统中不同种植模式的碳储量，从而为陆地生态系统土壤碳评估提供基础数据，并丰富碳循环理论。2、土壤冇机碳的动态是土壤肥力高低的指示，且与水土流失，生态环境保护紧密相关，木研究町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，十•壤碳储疑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CO?形态存在）的2-3倍［2］。土壤每年以CO?形式进入大气的通量约为60-80PgC/yr［

4、3］,是化石燃烧排放C02的12-16倍。作为陆地碳库的主耍部分，土壤有机碳在全球碳循环中起着重耍作用。为了解土壤冇机碳在全球碳循环中的重要作用，已冇许多学者在全球，国家以及区域尺度研究了土壤碳的空间分布特征，但是，目前对土壤碳库储量的估计仍有很人的不确定性。Zhou等［5］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的吸存和动态和土地利用活动紧密相关［17-20］o在过去的几个世纪屮，土地利用和植被变化改变了陆地面积的1/3至1/2⑵］,引起了的显著变化。

5、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III生态系统成为全球碳循坏研究的一个重点之一，农III土壤碳储存与转化规律，影响了整个陆地生态系统的碳收支。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面的分析，等认为，在较为湿润的地区，灌木、树木入侵引起的地上生物虽:增加有可能被的流失所抵消。那么草本、木本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，受何因素影响冃前这方而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

6、的背景下，如何管理农田生态系统，以保持原有碳储量，并尽可能沉积更多的人气碳是当前面临的新挑战［28］。基于农III不同种植模式,对比研究相应单作类型土壤有机碳库特征吸存、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，为土壤碳汇的精确佔计做出贡献，而H.可深入了解不同种植模式碳吸存及周转的特点，把握主耍影响因子，从而有助于捉高土壤碳管理水平，达到碳管理口标。土壤碳库基本特征土壤碳库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

7、和微牛:物代谢物。（2）不易分解的植物冇机质和被粘粒保护的腐殖质［29］o土壤中易分解冇机物质在土壤冇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］。Biederbeck和Zentne［31］认为，土壤有机质的短暂波动主要发牛•在SOC的易分解部分。因此，在土壤碳动态研究过程中，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，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，根据密度的差界和

8、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）0也有学者使用不同的组分分离方法，如Schull32］把热水捉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