施肥與氣候變化可改變土壤碳庫及營養(yǎng)元素循環(huán),影響農(nóng)田土壤可持續(xù)利用。微生物是生物地球化學(xué)循環(huán)的主要驅(qū)動(dòng)者,但施肥對微生物分解土壤有機(jī)碳的影響還沒有一致結(jié)論,施肥與氣候變化對土壤微生物的交互作用亦沒有綜合深入的研究,因此對土壤碳庫變化的機(jī)理尚不明晰。土壤類型是影響微生物群落的重要因素,但尚不明確不同類型土壤中環(huán)境干擾對微生物群落的影響是否一致。人類活動(dòng)對氣候的影響使得氣候突變發(fā)生概率增加�；谝陨蠁栴},本研究利用玉米農(nóng)田土壤跨氣候帶南北移位試驗(yàn)?zāi)M氣候突變,疊加氮磷鉀肥施加試驗(yàn),采用基因芯片和高通量測序等環(huán)境基因組技術(shù),探究模擬氣候突變、施肥及其交互作用對我國三種典型的農(nóng)田土壤類型,即黑土（取自黑龍江）、紅壤（取自江西）、潮土（取自河南）的功能基因及微生物群落的影響。施肥在三種不同類型的農(nóng)田土壤中對微生物具有較為一致的影響:鞘氨醇單胞菌屬物種相對豐度升高,酸桿菌門Gp4綱物種相對豐度降低;與難降解有機(jī)碳分解相關(guān)的基因豐度降低,促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)增加;與硝化過程、反硝化過程相關(guān)的基因豐度升高,表明氮素周轉(zhuǎn)加快。土壤移位與施肥對微生物群落及功能基因均有交互作用,土壤移位對微生物的影響大于施肥的影... 

【文章來源】：清華大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

（a）從1958年起在莫納羅亞（19°32′N,155°34′W）和南極（89°59′S,24°48′W–黑色曲線）觀測到的大氣CO2濃度[1]；（b）1850-2012年間全球平均陸地和海表溫度相對

第1章緒論2部地區(qū)降溫現(xiàn)象仍普遍存在，例如在格陵蘭島北部、安第斯山脈鄰近處和非洲大陸西部[3]。研究人員在南極大陸也發(fā)現(xiàn)了氣候變冷現(xiàn)象，有數(shù)據(jù)證明在1986-2000年期間麥克默多干谷溫度下降了0.7oC[4,5]。在全球氣候逐漸緩慢變暖的同時(shí)，氣候突變事件也可能會(huì)發(fā)生。儀器已記錄的氣候數(shù)據(jù)及古氣候數(shù)據(jù)都顯示歷史上曾發(fā)生多次氣候急劇變化事件。例如在20世紀(jì)20年代北極北大西洋一側(cè)氣候急劇變暖4oC[6]（圖1.2a）。在距今12900-11500年前發(fā)生的新仙女木（YoungerDryas）事件使得北半球氣溫大范圍急劇降低5oC甚至更多[7]（圖1.2b）。在距今8200年前也發(fā)生了氣候急劇變冷。新仙女木時(shí)期氣候變冷持續(xù)1150-1300年后，氣溫在數(shù)年內(nèi)急劇升高15°C[8]。除此以外，多次發(fā)生局部范圍氣候突變8-16oC。盡管引起氣候急劇變化的原因很多，但毋庸置疑的是人類活動(dòng)對氣候的影響將使得氣候突變事件發(fā)生概率大大增加[9]。圖1.2(a)上圖為格陵蘭島Upernavik（72o47’N，56o10’W）1890-2000年間氣溫記錄，下圖為1890-2000年間不同緯度地面氣溫區(qū)域平均異常值；（b）古氣候數(shù)據(jù)顯示歷史上發(fā)生多次氣候突變。下圖為過去的110000年間格陵蘭島中部的氣溫，上圖分別為8200年前（8ka）與新仙女木（YD）氣候變冷事件前后的氣溫變化[9]在全球氣候變暖的大背景下，全球陸地區(qū)域平均降水格局發(fā)生了急劇變化，北半球中緯度地區(qū)平均降水增加[1]。預(yù)測到21世紀(jì)末，高緯度地區(qū)、中緯度地區(qū)和部分洋面的年均降水量將會(huì)增加，相反，低緯度地區(qū)和干燥地區(qū)的年均降水量將會(huì)減少[10]。全球降水格局的變化與氣候變暖緊密相關(guān)。由于溫度每上升1oC，大氣持水率將增加7%，隨著氣溫持續(xù)升高，大氣中的水蒸氣含量將會(huì)增加。在濕潤地區(qū)，這將促使云的生成，最終導(dǎo)致降?

第1章緒論4圖1.31961-2005年(a)全球人口、(b)糧食產(chǎn)量、(c)種植面積和(d)化肥使用量的增長情況[14]1.1.2.1我國農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)概況截至2016年底，我國的農(nóng)作物總播種面積達(dá)1.56億公頃，糧食總產(chǎn)量約6.16億噸[26]，占世界糧食總產(chǎn)量的24%[27]。其中，玉米的種植面積為3676.8萬公頃，總產(chǎn)量達(dá)2.20億噸，是我國種植面積和總產(chǎn)量最大的糧食作物。我國玉米的種植分布廣泛，主要有6個(gè)玉米種植區(qū)域：以內(nèi)蒙古和東北三省為主的北方玉米區(qū)，以豫、魯為主的中部平原玉米區(qū)，以云、貴、川為主的西南玉米區(qū)，以浙、贛、閔、臺、粵為主的南方玉米區(qū)，以新、甘為主的西北玉米區(qū)，和以青、藏為主的青藏高原玉米種植區(qū)。土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基矗我國土壤種類繁多，在全國第二次土壤普查中，百余名土壤科學(xué)家確立了12個(gè)土綱、61個(gè)土類的分類系統(tǒng)[28]。此后，以全國第二次土壤普查的研究結(jié)果為基礎(chǔ)，我國于1998年首次發(fā)布土壤分類國家標(biāo)準(zhǔn)《中國土壤分類與代碼》GB/T17296-1998，并先后于2000年和2009年進(jìn)行兩次修訂，目前施行的GB/T17296-2009包括60個(gè)土類，例如紅壤、棕壤、黑土、黑鈣土、灰漠土、風(fēng)沙土、沼澤土、潮土、草甸鹽土、水稻土、寒鈣土等。其中，黑土、潮土和

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]典型農(nóng)田土壤微生物宏基因組及對人為擾動(dòng)的響應(yīng)研究[D]. 趙夢欣.清華大學(xué) 2016

碩士論文
[1]基于宏基因?qū)W的農(nóng)田土壤微生物響應(yīng)氣候變化的機(jī)理解析[D]. 劉珊珊.清華大學(xué) 2014



本文編號：3534815