森林土壤有机碳可利用性的动态变化特征开题报告

 2021-08-08 02:08

全文总字数:3251字

1. 研究目的与意义

生物质炭通过碳负效应能长期将大气中的碳固定在土壤中,从而正在成为人们关注的热点。土壤溶解性有机碳(DOC)是土壤有机碳中最活跃的组成部分。

本研究以杨树人工林土壤为研究对象,通过室内培养实验,定期采集土壤样品,研究土壤有机碳可利用性的动态变化特征以及生物质炭对土壤溶解有机碳含量的影响,本研究将加深人们对生物质炭固碳功能的认识。

2. 国内外研究现状分析

生物质炭是在无氧或低氧条件下高温裂解炭化而成的产物(谢祖彬等,2011)。生物质炭中的碳以稳定的芳香化结构存在,相对于制备它的物料来说,即使在适宜的环境条件下它也很难转变为CO2。把农业废弃物转变成生物质炭可以减少农业废弃物造成的污染,作为一种清洁的可再生能源可以替代部分传统的化石燃料,可以提高农业的生产力,也有利于碳的减排(Mathews,2008;Spokas和Reicosky,2009;袁金华和徐仁扣,2011)。

土壤DOC是指溶解于土壤水、且能通过0.45μm微孔滤膜的有机态碳,是土壤有机碳中最活跃的组成部分(Kalbitz等,2000;Liang等,1998)。在土壤环境中,DOC是土壤生物化学过程的产物,土壤活性有机碳还是微生物生长的速效基质,其含量高低直接影响土壤微生物的活性,进而影响营养物质的供给和有效性以及温室气体的排放(李淑芬等,2002)。例如,Wang和Delaue(1992)研究发现,增加淹水土壤活性有机碳含量提供了更多的甲烷基质,同时能够提高产CH4细菌和产N2O相关细菌的活性,故CH4和N2O排放量增加。

施用生物质炭虽可显著提高土壤有机碳的积累,增加土壤有机碳的氧化稳定性,但却降低了土壤水溶性有机碳。已有研究大都证明,生物质炭施用能够降低土壤DOC含量(Lu等,2014;章明奎等,2012;付琳琳等,2013)。土壤水溶性有机碳的下降可能与生物质炭对其吸附固定有关(Lu等,2014;章明奎等,2012;付琳琳等,2013)。关于土壤DOC的动态变化,章明奎等(2012)的研究发现,随着培养时间的推延,生物质炭处理土壤DOC的含量有所回升。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容

本研究以人工林土壤为研究对象,通过室内培养实验,定期采集土壤样品,研究生物质炭对溶解有机碳含量的影响。主要研究内容如下:(1)人工林土壤溶解有机碳含量的时间动态;(2)生物质炭对人工林土壤溶解有机碳含量的影响。

实验方案

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4. 研究创新点

本研究以幼龄和老龄杨树人工林土壤为研究对象,研究不同制备温度生物质炭对森林土壤DOC含量的影响,从而加深人们对生物质炭固碳功能的认识。

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