全球正在經(jīng)歷以氣溫和大氣二氧化碳(CO2)濃度升高為特征的氣候變暖。甲烷(CH4)和氧化亞氮(N2O)擁有比CO2更大的增溫潛勢(shì),進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),它們?cè)诖髿庵械臐舛瘸掷m(xù)上升。稻田生態(tài)系統(tǒng)是CH4和N2O的重要人為排放源。氣溫和大氣CO2濃度升高或?qū)⒁鸬咎锷鷳B(tài)系統(tǒng)CH4和N2O排放量增加,可能導(dǎo)致氣候變暖加速。目前,農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)制備生物質(zhì)炭還田被認(rèn)為是頗具應(yīng)用前景的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)固碳減排方法。然而,在氣溫和大氣CO2濃度持續(xù)上升的背景下,生物質(zhì)炭能否有效發(fā)揮溫室氣體減排作用對(duì)減緩全球氣候變暖具有重要意義。針對(duì)這一科學(xué)問(wèn)題,本研究利用微氣候系統(tǒng)平臺(tái)模擬氣溫與大氣CO2濃度升高(+3℃,700ppm)的條件進(jìn)行水稻栽培試驗(yàn),以水稻秸稈生物質(zhì)炭為試材(添加量2.5%w/w),結(jié)合化學(xué)和分子生物學(xué)分析技術(shù),揭示出氣溫與大氣CO2濃度升高下生物質(zhì)炭輸入對(duì)稻田土壤CH4和N2O排放的影響及微生物學(xué)機(jī)理。研究結(jié)果可為氣候變化條件下或不同緯度地區(qū)、氣候地區(qū)的稻田生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體削減控制新技術(shù)途徑研發(fā)提供理論基礎(chǔ)和參考依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:(1)氣溫與大氣CO2濃度同時(shí)升高下生物質(zhì)炭輸入對(duì)稻田土壤C...

【文章頁(yè)數(shù)】：154 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝 摘要 ABSTRACT 第一章 緒論
1.1 引言
1.2 全球氣候變化
    1.2.1 全球氣候變化的現(xiàn)狀
    1.2.2 大氣溫室氣體對(duì)全球變暖的貢獻(xiàn)
1.3 稻田土壤CH₄和N₂O排放對(duì)氣溫和大氣CO₂濃度升高的響應(yīng)
    1.3.1 稻田土壤CH₄排放的基本過(guò)程
    1.3.2 稻田土壤N₂O排放的基本過(guò)程
    1.3.3 稻田土壤CH₄和N₂O排放對(duì)氣溫和大氣CO₂濃度升高的響應(yīng)
1.4 生物質(zhì)炭輸入對(duì)稻田土壤CH₄和N₂O排放的影響
    1.4.1 生物質(zhì)炭的基本特性
    1.4.2 生物質(zhì)炭輸入對(duì)稻田土壤CH₄和N₂O排放的影響
1.5 研究意義、研究目標(biāo)與研究?jī)?nèi)容
    1.5.1 研究意義
    1.5.2 研究目標(biāo)
    1.5.3 研究?jī)?nèi)容
    1.5.4 技術(shù)路線 第二章 氣溫與大氣CO₂濃度升高下生物質(zhì)炭輸入對(duì)水稻生長(zhǎng)和土壤理化特性的影響
2.1 引言
2.2 材料與方法
    2.2.1 試驗(yàn)材料
    2.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與樣品采集
    2.2.3 測(cè)定指標(biāo)與方法
    2.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
2.3 結(jié)果與討論
    2.3.1 水稻葉綠素相對(duì)含量
    2.3.2 水稻株高
    2.3.3 水稻生物量
    2.3.4 土壤pH值和電導(dǎo)率
    2.3.5 土壤總有機(jī)碳、總氮和碳氮比
    2.3.6 土壤可溶性有機(jī)碳
    2.3.7 土壤礦質(zhì)氮
2.4 小結(jié) 第三章 氣溫與大氣CO₂濃度升高下生物質(zhì)炭輸入對(duì)稻田土壤CH₄排放的影響
3.1 引言
3.2 材料與方法
    3.2.1 試驗(yàn)材料
    3.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與樣品采集
    3.2.3 CH₄氣體濃度測(cè)定方法
    3.2.4 土壤樣品微生物基因組總DNA提取
    3.2.5 熒光定量PCR
    3.2.6 Roche 454測(cè)序
    3.2.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
3.3 結(jié)果與討論
    3.3.1 不同氣溫與大氣CO₂濃度水平下土壤CH₄排放特性
    3.3.2 CH₄排放峰值期的土壤理化特性
    3.3.3 CH₄排放峰值期土壤甲烷代謝微生物功能基因豐度
    3.3.4 CH₄排放量與環(huán)境因子、甲烷代謝功能基因豐度之間的相關(guān)性分析
    3.3.5 CH₄排放峰值期土壤產(chǎn)甲烷古菌群落結(jié)構(gòu)
    3.3.6 CH₄排放峰值期土壤甲烷氧化細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)
    3.3.7 甲烷代謝微生物群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子之間的冗余分析
    3.3.8 氣溫與大氣CO₂濃度升高下生物質(zhì)炭輸入對(duì)土壤CH₄排放的影響機(jī)理
3.4 小結(jié) 第四章 氣溫與大氣CO₂濃度升高下生物質(zhì)炭輸入對(duì)稻田土壤N₂O排放的影響
4.1 引言
4.2 材料與方法
    4.2.1 試驗(yàn)材料
    4.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與樣品采集
    4.2.3 N₂O氣體濃度測(cè)定方法
    4.2.4 土壤樣品微生物基因組總DNA提取
    4.2.5 熒光定量PCR
    4.2.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
4.3 結(jié)果與討論
    4.3.1 不同氣溫與大氣CO₂濃度水平下土壤N₂O排放特性
    4.3.2 N₂O排放峰值期的土壤理化特性
    4.3.3 N₂O排放峰值期土壤氮循環(huán)微生物功能基因豐度
    4.3.4 N₂O排放量與環(huán)境因子、氮循環(huán)功能基因豐度之間的相關(guān)性分析
    4.3.5 氣溫與大氣CO₂濃度升高下生物質(zhì)炭輸入對(duì)土壤N₂O排放的影響機(jī)理
4.4 小結(jié) 第五章 氣溫與大氣CO₂濃度升高對(duì)土壤中生物質(zhì)炭性態(tài)的影響
5.1 引言
5.2 材料與方法
    5.2.1 試驗(yàn)樣品的采集
    5.2.2 測(cè)試指標(biāo)與方法
    5.2.3 數(shù)據(jù)分析
5.3 結(jié)果與討論
    5.3.1 土壤中秸稈生物質(zhì)炭的元素組成
    5.3.2 土壤中秸稈生物質(zhì)炭的熱穩(wěn)定性
    5.3.3 土壤中秸稈生物質(zhì)炭的傅里葉變換紅外光譜分析
    5.3.4 土壤中秸稈生物質(zhì)炭的X射線光電子能譜分析
    5.3.5 氣候變化下炭性態(tài)變化對(duì)生物質(zhì)炭發(fā)揮溫室氣體減排作用的潛在影響
5.4 小結(jié) 第六章 總結(jié)與展望
6.1 生物質(zhì)炭輸入對(duì)稻田土壤CH₄和N₂O的綜合減排作用
6.2 研究結(jié)論
6.3 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
6.4 研究展望 參考文獻(xiàn) 作者簡(jiǎn)歷



本文編號(hào)：3915039