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紫色水稻土有机碳固定及碳汇效应

黄雪夏  
【摘要】:在寻找“迷失碳汇”的研究中,陆地生态系统是研究的焦点之一,农田生态系统在陆地生态系统中是受人类影响最多的系统。在京都议定书于2005年2月生效后,农业土壤碳固定及其机制是当前寻找陆地生态系统碳管理可持续战略的主要科学问题。特别对于中国来说,水稻土对于粮食安全和环境生态都有重要和特殊意义。水稻土对于中国农业土壤碳管理上占有重要的地位,但其在不同农业管理下的变化态势如何是一个有待阐明的问题。以往对其与全球变化的关系研究集中在水稻土的温室气体释放行为,已积累了较多的资料。不过,迄今为止水稻土有机碳的固定作用及其所涉及的机理,以及不同农业管理措施下变化的研究尚积累不够。中国大面积的水稻土自1980年以来显示出的有机碳库增加现象说明农业生产对大气CO_2可能产生汇效应,但对于水稻土中有机碳的分布和结合状态与农业管理措施、水稻土质量变化、农业生态环境变化的关系仍不清楚。就这一问题亟需要从土壤物理学、化学和生物学的相互作用与土壤微团聚体中矿物质、有机质和生物质的相互结合关系的层面上进行多学科研究,研究不同结合机制下水稻土有机碳稳定性与对全球变化(变暖和CO_2加倍)的响应及其水稻土物理、化学与生物的相互作用以及控制关系,以阐明中国人为作用下稻作经营对于农业土壤碳汇的效应以及在温室气体与全球变化中的意义为农业产业环境政策的选择,水稻土持续利用的技术途径选择提供决策参考依据,并期望通过对这一土壤特色的研究,使中国在国际土壤与全球变化领域占据更重要的地位。 在西南地区占有重要地位的紫色水稻土,是为四川盆地赢得“天府之国”美誉的地力基础,是我国重要的水稻土类型,一直以来是“土壤学研究的一块宝地”,但以往的研究多集中在施肥、耕作制度对其的肥力研究上,而且多是些短期试验的结果,用于讨论长期效应时仍存在不定性。对于耕作制度对其碳库动态变化影响的研究不多,本研究在对紫色水稻土的主要所在地重庆市作了全面的碳库估算的基础上,以团聚体为主要研究层面,研究了紫色水稻土在不同耕作制度下的土壤物理性质,化学性质和生物学性质,分析了紫色水稻土中有机碳在特定长期的耕作制度下的分布和结合状态,为水稻土作为人为湿地土壤的有机碳积累与化学行为变化,深入水稻土在特殊的水耕熟化作用成土过程下有机碳的微观固定机制,阐明其与大气CO_2


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