1. 研究目的与意义及国内外研究现状

土壤有机碳周转是全球碳循环重要组成部分，了解有机碳周转机理对制定合适的固碳措施和评价土壤固碳能力至关重要。已有的研究表明土壤有机碳周转受气候条件、土壤性质、有机物料性质以及人为管理措施的影响。但是即使以上的因素处于稳定状态，有机碳周转仍然可能处在动态变化中，作物种类影响土壤有机碳周转的机制还没有得到广泛的关注。本研究这项研究使用了长期的野外试验来确定作物种类在土壤团聚体和软土剖面中对土壤有机碳周转率的影响。1991年到2012年每年在两米深的土壤剖面进行土壤采样，其耕作层下分别定期连续单作玉米、大豆和小麦。用δ¹³C自然丰度计算在不同大小的土体和水稳性团聚体中土壤有机碳更新率黑土碳周转中的影响。总结黑土碳周转的相关规律，用具体的数据揭示δ¹³C自然丰度方法如何估测作物种类对黑土有机碳周转的影响，这对土壤-作物-大气碳循环系统的进一步研究有着重要意义，也为研究全球气候变化提供了基石。该研究还可以较深层次地了解作物与土壤的关系，在农业发展上有很大作用。

国内外研究现状

此项课题在国外的研究有一些，但并不很全面，据调查所知，除了玉米外，没有其它可用的有关土壤有机碳周转率和土壤深度的研究数据。例如，Flessa等人在超过37年的玉米种植研究后称土壤有机碳更新率从耕层到0.6m深处的变化范围是13%-5%。Rasse等人在超过十年的种植后，其研究显示耕层的土壤有机碳更新率为10%，0.15-0.50m深处为5%，0.5-1.0m深处为2%。

在国内，本课题的研究工作正逐渐增加和完善。基于土壤碳循环的原理和稳定碳同位素技术，科研工作者们已经通过实验揭示了土壤碳周转的作用机理以及许多影响黑土有机碳周转的诸多因素。但是许多方面仍留有空白，如怎样有效估测作物种类对黑土有机碳周转的影响等。所以本课题仍需要大量实验研究和数据的整理与总结，进一步完善结论。

2. 研究的基本内容

土壤是陆地上最大的有机碳库，土壤有机质在控制土壤肥力和农业生产中的重要作用已被公认一个多世纪。

巨大的有机碳库—土壤近年来备受关注，因为它可以是大气中二氧化碳的一个源，以及一个汇。

这项研究使用了长期的野外试验来确定作物种类在土壤团聚体和软土剖面中对土壤有机碳周转率的影响。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实行方案：

将每年中收集的样品同一时间进行各项指标的测定，再使用相关软件对观测到的数据进行单因素方差分析，从而来确定作物种类对土壤有机碳含量、δ¹³c和周转周期的影响。作物间的显著性差异用fisher的最小显著差异性测试在p=0.05时来评估。再对所有参数进行回归分析，以确定更新率、时间和团聚体粒径之间的关系。

进度：

4. 参考文献

1. 许文强, 陈 曦, 罗格平, 冯异星. 基于稳定同位素技术的土壤碳循环研究进展 [j]. 干旱区地理, 2014, 37（5）: 980–987.

2. 袁红朝, 李春勇, 简 燕, 耿梅梅, 许丽卫, 王久荣. 稳定同位素分析技术在农田生态系统土壤碳循环中的应用 [j]. 同位素, 2014, 27（3）: 170–178.

3. j q gao, g c lei, x w zhang. can δ¹³cabundance, water-soluble carbon, and light fraction carbon be potential indicators of soil organic carbon dynamics in zoig wetland [j]. catena, 2014, 119: 21–27.