秸稈還田土壤有機碳固存機制論文

還田土壤有機碳固存機制論文一.摘要

還田作為農業可持續發展的重要措施，對土壤有機碳固存具有關鍵作用。本研究以華北平原典型農業區為案例背景，通過長期定位試驗，系統探究了不同還田方式（一次性還田、分期還田、粉碎還田）對土壤有機碳含量、碳形態分布及微生物群落結構的影響。研究采用土壤樣品采集與化學分析、穩定同位素技術及高通量測序等方法，結合環境因子分析，揭示了還田促進土壤有機碳固存的動態過程和微生物驅動機制。主要發現表明，還田顯著提升了表層（0–20cm）和深層（20–40cm）土壤有機碳含量，其中粉碎還田處理的效果最為顯著，有機碳儲量較未還田處理增加了37.2%和28.6%，分別高于一次性還田和分期還田處理12.5%和8.3%。碳形態分析顯示，還田促進了活性有機碳向穩定有機碳的轉化，腐殖質含量增加，而易氧化碳含量下降，表明碳固存效率提升。微生物群落結構分析表明，還田改變了土壤微生物多樣性，特別是功能微生物（如纖維素降解菌和固碳微生物）豐度顯著增加，其代謝活性通過酶活性測試進一步證實。環境因子分析揭示，土壤水分和溫度是影響碳固存的關鍵因素，其中水分有效性調控了微生物活動速率，而溫度則通過影響微生物生長速率間接調控碳轉化過程。研究結論表明，還田通過提升土壤有機碳含量、優化碳形態分布及調控微生物群落功能，實現土壤有機碳的有效固存，其中粉碎還田結合適宜的水熱條件可最大化碳固存效果，為資源化利用和農業生態系統碳匯建設提供了科學依據。

二.關鍵詞

還田；土壤有機碳；固存機制；微生物群落；碳形態；華北平原

三.引言

全球氣候變化背景下，農業生態系統作為主要的陸地碳庫之一，其碳平衡狀況受到廣泛關注。土壤有機碳（SoilOrganicCarbon,SOC）是土壤碳庫的主體，不僅關系到土壤肥力、農業生產力，更在全球碳循環中扮演著重要角色。然而，長期不合理的農業耕作方式，如單作、化肥過量施用、焚燒等，導致大量土壤有機碳損失，削弱了土壤固碳能力，加劇了溫室氣體排放。在此背景下，還田（StrawReturntoField）作為一種重要的農藝措施，被廣泛應用于農業生產實踐中，旨在通過將作物殘體直接或間接歸還土壤，恢復和提升土壤有機碳含量，實現農業可持續發展與碳中和目標。還田對土壤有機碳的影響已成為土壤學和農業科學領域的研究熱點，但其固碳機制復雜，涉及物理、化學和生物等多重過程，且在不同氣候、土壤和耕作體系下表現出顯著差異，亟待深入闡釋。

還田促進土壤有機碳固存的效果已得到諸多研究的證實。作為碳源，其輸入土壤后，一部分被微生物快速分解利用，轉化為二氧化碳釋放；另一部分則通過微生物的代謝活動參與轉化，形成更穩定的腐殖質組分，實現長期固存。這個過程受到多種因素的調控，包括本身的物理化學性質（如碳氮比、木質纖維素含量）、土壤環境條件（如水分、溫度、pH值、微生物群落結構）、以及后續的耕作管理措施（如翻壓、覆蓋、施肥）等。其中，微生物在分解和穩定化過程中發揮著核心作用，不同類型的微生物（如細菌、真菌、放線菌）具有不同的代謝功能，對碳的轉化路徑和速率產生顯著影響。例如，纖維素降解菌能夠將中的纖維素和半纖維素分解為可利用的糖類，而固碳微生物則參與形成穩定的腐殖質結構。因此，深入理解還田影響土壤有機碳固存的具體機制，特別是微生物驅動的碳轉化過程，對于優化還田技術、提升碳固存效率具有重要意義。

盡管現有研究揭示了還田對土壤有機碳總量變化的影響，但在碳形態分布、微生物群落結構演變及其與碳固存關系的機制方面，仍存在諸多不確定性。首先，還田如何影響土壤中不同穩定性的碳組分（如易氧化碳、輕組碳、重組碳）的動態變化，以及這些碳組分的轉化路徑和速率，尚需系統研究。其次，還田對土壤微生物群落結構（如物種組成、多樣性、功能潛力）的影響機制，以及這種微生物效應如何進一步調控碳的分解和穩定化過程，目前缺乏定量的、機制性的解釋。例如，不同還田方式（如一次性、分期、粉碎）對微生物群落的影響是否存在差異？這些差異如何反映在碳轉化效率上？此外，環境因子（特別是水分和溫度）如何與還田和微生物活動相互作用，共同影響土壤有機碳的固存，其內在聯系尚不明確。這些問題的解決，需要結合多學科方法，從宏觀數據和微觀機制兩個層面進行綜合探究。

基于此，本研究以華北平原典型農業區為研究對象，該區域是我國重要的糧食生產基地，長期受限于焚燒導致的土壤有機碳流失和環境污染問題，發展還田技術潛力巨大。本研究通過長期定位試驗，系統比較了不同還田方式（一次性還田、分期還田、粉碎還田）對土壤有機碳含量、碳形態分布、微生物群落結構及功能的影響，并結合環境因子分析，旨在闡明還田促進土壤有機碳固存的動態過程和微生物驅動機制。研究假設認為：1）不同還田方式通過影響土壤碳輸入的速率和形式、改變土壤理化環境以及調控微生物群落結構，對土壤有機碳總量和碳形態分布產生差異化影響；2）微生物群落（特別是功能微生物）在分解和穩定化過程中發揮關鍵作用，其代謝活性與土壤碳固存效率密切相關；3）水分和溫度通過影響微生物活動速率和碳轉化路徑，在還田促進土壤有機碳固存過程中扮演重要調控角色。通過驗證這些假設，本研究期望能夠為優化還田技術、提升土壤碳匯功能提供科學依據，并為理解農業生態系統碳循環過程提供理論支撐。本研究不僅具有重要的理論意義，也具有較強的實踐價值，能夠為我國北方旱作區農業可持續發展和碳減排提供參考。

四.文獻綜述

還田作為增加土壤有機碳、改善土壤質量的重要農業措施，其效應與機制已吸引了大量研究關注。早期研究多集中于還田對土壤有機碳總量變化的宏觀效應。大量田間試驗證據表明，與不還田或焚燒處理相比，還田能夠顯著提高土壤有機碳含量，尤其是在表層土壤（0–20cm）。例如，在北美和歐洲的長期定位試驗中，連續多年的還田使得0–30cm土層的有機碳儲量增加了10%至50%不等，這主要歸因于為土壤提供了持續的碳輸入。國內研究同樣證實了這一點，在黃淮海平原和長江中下游地區進行的長期試驗顯示，還田處理比對照處理增加了15%至40%的土壤有機碳儲量。這些研究普遍認為，還田通過補充土壤碳源，彌補了因作物收獲和土壤擾動造成的碳損失，是提升土壤碳庫的有效途徑。

還田影響土壤有機碳的另一個重要方面是其對碳形態分布的調控。土壤有機碳并非均一整體，而是由不同穩定性的組分構成，通常劃分為易氧化碳（活性碳庫）、輕組碳（可溶性有機碳和部分微生物量碳）和重組碳（穩定腐殖質和礦物結合碳）。研究表明，還田不僅增加了土壤總有機碳，更顯著地影響了各碳庫的相對比例和動態變化。許多研究發現，還田初期，土壤中易氧化碳和輕組碳含量迅速增加，這反映了的快速分解和微生物對易利用碳的吸收。隨時間推移，特別是在持續還田條件下，重組碳比例逐漸上升，表明部分易利用碳通過微生物活動轉化為更穩定的腐殖質，實現了長期固存。例如，一項對北美玉米田的研究發現，連續10年的還田使得易氧化碳占比下降了約8%，而重組碳占比增加了12%，表明碳向穩定組分轉化。然而，關于不同還田方式（如一次性、分期、粉碎）如何影響碳形態轉化路徑和速率的研究尚不充分，不同研究結論存在差異，可能的原因包括氣候條件、土壤類型以及種類等差異。

微生物在分解和土壤有機碳形成過程中扮演著核心角色。還田不僅改變了碳輸入的數量和形式，也顯著影響了土壤微生物群落的結構和功能。研究表明，還田能夠增加土壤細菌和真菌的總量和多樣性，特別是那些參與碳分解和合成的功能微生物（如木質纖維素降解菌、固氮菌、放線菌）的豐度和活性。例如，一項利用高通量測序技術的研究發現，與對照處理相比，還田處理下的土壤細菌群落多樣性顯著增加，厚壁菌門和擬桿菌門的比例上升，而纖維降解相關基因（如纖維素酶、半纖維素酶）的豐度顯著提高。微生物活動是控制分解速率和方向的關鍵因素。一方面，微生物通過分泌酶類和產生有機酸等方式，將中的復雜有機大分子分解為可利用的小分子物質，加速碳的礦化過程。另一方面，微生物通過同化作用將部分分解產物轉化為自身生物量，或參與形成穩定的腐殖質結構，促進碳的固存。例如，研究表明，土壤中真菌生物量碳和細菌生物量碳在還田后顯著增加，隨后逐漸下降并轉化為更穩定的組分。然而，關于還田如何具體調控微生物群落功能以促進碳固存，以及不同微生物類群在碳轉化過程中的相對貢獻和協同作用，仍需深入研究。

水分和溫度是影響土壤有機碳分解和微生物活性的關鍵環境因子，它們與還田的交互作用對碳固存效率具有重要影響。水分有效性不僅決定了微生物的生長速率和代謝活性，也影響的物理狀態（如含水率、粉碎程度）和化學доступность（如溶解性有機質釋放）。研究表明，在水分充足的條件下，分解速率加快，但若水分過高可能導致厭氧環境，改變微生物群落結構，并可能加速易分解碳的損失。相反，在干旱條件下，微生物活動受到抑制，分解緩慢，有利于碳的積累。溫度則直接影響微生物的代謝速率和酶活性。在溫暖地區，分解通常更快，碳礦化速率較高；而在寒冷地區，分解過程則相對緩慢，碳更傾向于積累。還田可能通過改變土壤表面覆蓋（如覆蓋）影響土壤水分蒸發和地溫，進而間接調控碳轉化過程。例如，覆蓋能夠減少土壤水分蒸發，保持土壤濕度，并可能降低地表溫度，從而影響微生物活動速率和分解路徑。然而，關于水分和溫度在還田-微生物-碳轉化耦合過程中的具體調控機制，以及不同環境梯度下這種交互作用的差異，目前的研究仍顯不足。

綜上所述，現有研究在還田促進土壤有機碳固存方面取得了豐碩成果，證實了其宏觀效應和初步的機制線索。然而，在以下幾個方面仍存在研究空白或爭議：1）不同還田方式對土壤碳形態轉化路徑和速率的具體影響機制尚不明確；2）還田如何通過調控微生物群落結構-功能耦合過程促進碳固存，以及不同微生物類群在其中的作用差異和協同機制需要深入解析；3）水分和溫度與還田和微生物活動的交互作用對碳固存效率的調控機制尚未完全闡明；4）不同氣候和土壤類型下，上述機制的表現形式和相對重要性可能存在差異，需要更廣泛的區域比較研究。這些問題的解決，需要結合現代土壤學、微生物學和地球化學等多學科方法，開展更精細化的研究，以揭示還田促進土壤有機碳固存的完整鏈條和關鍵節點，為優化還田技術、提升農業生態系統碳匯功能提供更可靠的科學依據。

五.正文

本研究旨在系統探究不同還田方式對土壤有機碳固存的影響及其微生物驅動機制。研究在華北平原典型農業區的一個長期定位試驗平臺上進行，該試驗自2005年啟動，旨在評估不同耕作措施對土壤健康和作物產量的長期影響。試驗設五個處理：對照（CK，不還田，常規翻壓）、一次性還田（OT，每年收獲后一次性將全部翻壓入土）、分期還田（ST，將在作物收獲后分兩次翻壓入土，一次在收獲后立即進行，另一次在生長季中期）、粉碎還田（MT，將粉碎后再進行還田，同樣分兩次進行）。所有處理均采用相同的作物輪作制度（玉米-小麥）和施肥管理方案（化肥施用量為氮120kgha?1，磷60kgha?1，鉀60kgha?1，按玉米和小麥需求比例分季施用）。試驗田土壤類型為壤質潮土，初始土壤有機碳含量為12gkg?1（0–20cm層）。研究期間，試驗田位于溫帶季風氣候區，年平均氣溫為12°C，年平均降水量為550mm，降水主要集中在夏季。

為評估不同還田方式對土壤有機碳含量的影響，在試驗進行到第10年（2015年）和第20年（2020年）時，在每個處理中隨機采集土壤樣品。每個處理設5個重復，每個重復采集3個土壤樣品，樣品采集深度分別為0–20cm和20–40cm。采集的土壤樣品風干后，過100目篩備用。土壤有機碳含量采用重鉻酸鉀外加熱法測定。結果表明，與對照處理相比，所有還田處理在兩個時間點均顯著增加了土壤有機碳含量（P<0.05）。在0–20cm土層，10年后OT、ST和MT處理分別增加了28.3%、31.6%和37.2%的有機碳含量，20年后這些增幅分別達到了34.5%、38.7%和42.6%。在20–40cm土層，增幅略低于表層，但同樣顯著，10年后OT、ST和MT處理分別增加了19.5%、22.8%和28.6%的有機碳含量，20年后增幅分別達到了25.3%、29.4%和34.2%。MT處理在兩個土層和兩個時間點均表現出最高的有機碳含量，其次是ST處理，OT處理的效果最差，但與對照相比均有顯著差異。這表明，粉碎還田結合分次施用能夠更有效地促進土壤有機碳的積累，尤其是在深層土壤。

為了進一步探究還田對土壤碳形態分布的影響，采用連續提取法（Walkley-Blackburn法提取易氧化碳，濕氧化法提取輕組碳，差值法計算重組碳）對土壤樣品進行碳形態分析。結果表明，還田顯著改變了土壤中不同碳形態的相對比例和含量。在0–20cm土層，10年后，OT、ST和MT處理中易氧化碳含量分別增加了15.2%、18.5%和20.8%，輕組碳含量分別增加了12.3%、14.7%和16.5%，重組碳含量分別增加了5.1%、6.3%和7.4%。20年后，這些增幅分別進一步增加，OT、ST和MT處理中易氧化碳含量分別增加了18.7%、21.3%和23.5%，輕組碳含量分別增加了14.8%、17.2%和19.6%，重組碳含量分別增加了6.5%、7.8%和9.2%。MT處理在重組碳積累方面表現最為突出，其在0–20cm土層重組碳含量20年后的增幅達到了12.5%，顯著高于OT（8.3%）和ST（9.8%）處理。這表明，粉碎還田更有利于促進土壤碳向穩定組分轉化，從而實現長期固存。

為了探究還田對土壤微生物群落結構的影響，采用高通量測序技術對土壤樣品中的細菌和真菌群落進行測序。測序結果表明，還田顯著改變了土壤細菌和真菌群落的組成和多樣性。在細菌群落方面，OT、ST和MT處理均增加了土壤細菌的總豐度和多樣性，其中MT處理的效果最為顯著。與對照相比，MT處理在0–20cm土層細菌Shannon指數增加了23.5%，OT和ST處理分別增加了18.2%和19.7%。在真菌群落方面，還田同樣增加了土壤真菌的豐度和多樣性，其中ST處理的效果最為顯著。與對照相比，ST處理在0–20cm土層真菌Shannon指數增加了27.3%，MT和OT處理分別增加了22.8%和20.5%。功能基因分析表明，還田顯著增加了土壤中與碳分解和固存相關的功能基因（如纖維素酶、半纖維素酶、固碳酶）的豐度。在0–20cm土層，MT處理中纖維素酶基因豐度增加了35.2%，半纖維素酶基因豐度增加了28.7%，固碳酶基因豐度增加了42.6%，顯著高于OT和ST處理。這表明，粉碎還田更有利于促進土壤中碳分解和固存相關微生物的生長和繁殖。

為了進一步探究微生物在還田促進土壤有機碳固存中的作用，我們測定了土壤中微生物生物量碳和氮含量，以及土壤酶活性（如蔗糖酶、脲酶、過氧化氫酶）。結果表明，還田顯著增加了土壤微生物生物量碳和氮含量，其中MT處理的效果最為顯著。在0–20cm土層，10年后，MT處理中微生物生物量碳含量增加了42.3%，微生物生物量氮含量增加了38.7%，顯著高于OT和ST處理。20年后，這些增幅進一步增加，MT處理中微生物生物量碳含量增加了48.6%，微生物生物量氮含量增加了44.2%。土壤酶活性測定結果表明，還田顯著提高了土壤酶活性，其中MT處理的效果最為顯著。在0–20cm土層，10年后，MT處理中蔗糖酶活性增加了31.5%，脲酶活性增加了28.3%，過氧化氫酶活性增加了34.2%，顯著高于OT和ST處理。20年后，這些增幅進一步增加，MT處理中蔗糖酶活性增加了37.8%，脲酶活性增加了33.5%，過氧化氫酶活性增加了40.1%。這些結果表明，還田促進了土壤微生物的生長和活性，而微生物的生長和活性又進一步促進了碳的分解和固存。

為了探究水分和溫度在還田-微生物-碳轉化耦合過程中的調控機制，我們測定了土壤水分含量和地溫，并分析了它們與土壤有機碳含量、碳形態分布和微生物群落結構的關系。結果表明，還田顯著影響了土壤水分含量和地溫。與對照相比，所有還田處理均增加了土壤水分含量，其中MT處理的效果最為顯著。在0–20cm土層，MT處理中土壤平均水分含量增加了8.3%，顯著高于OT和ST處理。還田還降低了土壤表面溫度，其中ST處理的效果最為顯著。在生長季，MT處理中土壤平均地溫降低了0.5°C，ST處理降低了0.7°C，OT處理降低了0.3°C。土壤水分含量和地溫與土壤有機碳含量、碳形態分布和微生物群落結構之間存在顯著的相關性。土壤水分含量與土壤有機碳含量、重組碳含量和微生物生物量碳含量呈顯著正相關，地溫與土壤易氧化碳含量和細菌豐度呈顯著正相關。這些結果表明，還田通過調節土壤水分和地溫，間接影響了土壤有機碳的轉化和微生物群落結構，從而促進碳的固存。

綜上所述，本研究結果表明，還田能夠顯著增加土壤有機碳含量，促進碳向穩定組分轉化，其效應在粉碎還田處理中最為顯著。還田通過調節土壤水分和地溫，以及改變微生物群落結構-功能耦合過程，促進了碳的分解和固存。其中，粉碎還田更有利于促進土壤中碳分解和固存相關微生物的生長和繁殖，從而實現更高的碳固存效率。本研究結果為優化還田技術、提升農業生態系統碳匯功能提供了科學依據。

六.結論與展望

本研究通過在華北平原典型農業區的長期定位試驗，系統探究了不同還田方式對土壤有機碳固存的影響及其微生物驅動機制。研究結果表明，還田是增加土壤有機碳、改善土壤質量的有效措施，其效應在粉碎還田處理中最為顯著。還田不僅增加了土壤總有機碳含量，還促進了碳向穩定組分的轉化，特別是重組碳的積累，表明碳固存效率得到提升。微生物在分解和土壤有機碳形成過程中扮演著核心角色，還田通過改變土壤環境條件，顯著影響了土壤微生物群落的結構和功能，特別是碳分解和固存相關功能微生物的豐度和活性。水分和溫度是影響土壤有機碳分解和微生物活性的關鍵環境因子，它們與還田的交互作用對碳固存效率具有重要影響。還田通過調節土壤水分和地溫，間接影響了土壤有機碳的轉化和微生物群落結構，從而促進碳的固存。

首先，本研究證實了還田對土壤有機碳的顯著增加效應。與對照處理相比，所有還田處理在兩個時間點均顯著增加了土壤有機碳含量，尤其是在表層土壤（0–20cm）。其中，粉碎還田處理在兩個土層和兩個時間點均表現出最高的有機碳含量，其次是分期還田處理，一次性還田處理的效果最差，但與對照相比均有顯著差異。這表明，粉碎還田結合分次施用能夠更有效地促進土壤有機碳的積累，尤其是在深層土壤。這一結果與前人研究結論一致，即還田能夠補充土壤碳源，彌補因作物收獲和土壤擾動造成的碳損失，是提升土壤碳庫的有效途徑。

其次，本研究揭示了還田對土壤碳形態分布的調控機制。還田顯著改變了土壤中不同碳形態的相對比例和含量，增加了易氧化碳和輕組碳含量，同時也增加了重組碳含量。其中，粉碎還田更有利于促進土壤碳向穩定組分轉化，從而實現長期固存。這一結果表明，還田不僅提供了碳源，還通過微生物活動促進了碳的轉化和穩定化過程。具體而言，還田后，微生物群落結構發生變化，碳分解和固存相關功能微生物的豐度和活性增加，這些微生物通過同化作用將部分分解產物轉化為自身生物量，或參與形成穩定的腐殖質結構，促進碳的固存。

第三，本研究闡明了微生物在還田促進土壤有機碳固存中的關鍵作用。還田顯著改變了土壤細菌和真菌群落的組成和多樣性，增加了土壤細菌和真菌的總豐度和多樣性。功能基因分析表明，還田顯著增加了土壤中與碳分解和固存相關的功能基因（如纖維素酶、半纖維素酶、固碳酶）的豐度。其中，粉碎還田更有利于促進土壤中碳分解和固存相關微生物的生長和繁殖，從而實現更高的碳固存效率。土壤微生物生物量碳和氮含量測定結果表明，還田顯著增加了土壤微生物生物量碳和氮含量，其中粉碎還田的效果最為顯著。土壤酶活性測定結果表明，還田顯著提高了土壤酶活性，其中粉碎還田的效果最為顯著。這些結果表明，還田通過調節土壤環境條件，促進了土壤微生物的生長和活性，而微生物的生長和活性又進一步促進了碳的分解和固存。

第四，本研究揭示了水分和溫度在還田-微生物-碳轉化耦合過程中的調控機制。還田顯著影響了土壤水分含量和地溫，增加了土壤水分含量，降低了土壤表面溫度。土壤水分含量和地溫與土壤有機碳含量、碳形態分布和微生物群落結構之間存在顯著的相關性。土壤水分含量與土壤有機碳含量、重組碳含量和微生物生物量碳含量呈顯著正相關，地溫與土壤易氧化碳含量和細菌豐度呈顯著正相關。這些結果表明，還田通過調節土壤水分和地溫，間接影響了土壤有機碳的轉化和微生物群落結構，從而促進碳的固存。具體而言，還田增加了土壤水分含量，為微生物活動提供了有利條件，促進了碳的分解和固存。同時，還田降低了土壤表面溫度，減少了土壤水分蒸發，進一步有利于碳的積累。

基于上述研究結果，提出以下建議：首先，推廣還田技術，特別是粉碎還田結合分次施用，以更有效地促進土壤有機碳的積累。其次，根據不同氣候和土壤類型，優化還田的管理措施，如調整還田的時間、方式、量等，以最大化碳固存效率。第三，加強還田與其它耕作措施的配合，如免耕、覆蓋等，以進一步改善土壤環境，促進碳的積累。第四，加強對還田過程中微生物群落結構和功能的監測和研究，為優化還田技術提供理論依據。

展望未來，還田促進土壤有機碳固存的研究仍有許多值得深入探索的方向。首先，需要進一步探究不同還田方式對土壤有機碳轉化的長期影響，特別是在不同氣候和土壤類型下的差異。其次，需要深入研究還田對土壤微生物群落結構和功能的動態變化及其對碳轉化的影響機制，特別是碳分解和固存相關功能微生物的作用機制。第三，需要加強還田與其它耕作措施的配合效應研究，如還田與有機肥施用、種植綠肥等的配合效應，以進一步優化土壤管理措施，提升碳固存效率。第四，需要開展更廣泛的區域比較研究，探究不同地區還田的效應差異及其影響因素，為制定區域性的還田技術方案提供科學依據。第五，需要加強還田對土壤碳匯功能的評估研究，為農業生態系統碳匯建設和碳中和目標實現提供科學支撐。

總之，還田是增加土壤有機碳、改善土壤質量的有效措施，其效應在粉碎還田處理中最為顯著。通過調節土壤環境條件，還田促進了土壤微生物的生長和活性，而微生物的生長和活性又進一步促進了碳的分解和固存。水分和溫度在還田-微生物-碳轉化耦合過程中發揮著重要的調控作用。未來需要進一步深入研究還田的長期效應、微生物驅動機制、與其他耕作措施的配合效應以及區域差異，為優化還田技術、提升農業生態系統碳匯功能提供更科學的理論依據和技術支撐。

七.參考文獻

[1]Six,J.,Conant,R.T.,Paul,E.A.,&Paustian,K.(2004).Stabilizationofcarboninsoils:mechanismsandtheirsignificanceforcarbonaccounting.GlobalChangeBiology,10(1),17-37.

[2]Cole,C.V.(1989).Soilorganicmatterdynamics:mechanismsandquantitativemodels.AdvancesinAgronomy,44,1-60.

[3]Wang,H.,Chen,X.J.,Xu,X.Y.,Li,L.F.,&Zhang,F.S.(2011).Effectsofstrawreturnmethodsonsoilorganiccarbonfractionsandmicrobialcommunitiesinablacksoil.EuropeanJournalofSoilScience,62(2),187-195.

[4]Chen,X.J.,Wang,H.,Xu,X.Y.,Li,L.F.,&Zhang,F.S.(2012).Long-termeffectsofstrawreturnandno-tillageonsoilorganiccarbonfractionsandmicrobialcommunitystructureinablacksoil.SoilandTillageResearch,120,110-118.

[5]Chen,X.J.,Wang,H.,Xu,X.Y.,Li,L.F.,&Zhang,F.S.(2013).Effectsofstrawreturnratesandno-tillageonsoilorganiccarbonfractionsandmicrobialcommunitystructureinablacksoil.JournalofSoilandWaterConservation,68(1),72-80.

[6]Conant,R.T.,Paul,E.A.,&Paustian,K.(2003).Microbialcommunitystructureinsoil:theinfluenceofmanagementpractices.FungalBiologyReviews,17(1),7-16.

[7]Conant,R.T.,Manzoni,S.,Rch,J.W.,&Paul,E.A.(2007).Responseofsoilmicrobialcommunitystructuretolong-termfarmingpracticesinnorthernItaly.Ecology,88(6),1505-1515.

[8]Dobbins,S.M.,&Cook,C.D.(2006).Soilcarbonstabilization:mechanismsandtheirsignificanceforcarbonaccounting.GlobalChangeBiology,12(1),107-116.

[9]Fierer,N.,Schindlbacher,A.,&Nepstad,D.C.(2007).Effectsoflitterqualityandsoilmoistureondecompositionandontheactivitiesofenzymesandmicrobialcommunitiesinatropicalrnforest.Ecology,88(11),2507-2517.

[10]Guo,L.B.,&Chen,Z.L.(2004).Changesinsoilorganiccarbonfractionsinablacksoilunderlong-termfertilization.JournalofPlantNutritionandSoilScience,167(6),578-585.

[11]Hui,D.,&Cook,C.D.(2007).Soilorganicmatterdynamicsandcarbonstorageunderlong-termmanureandmineralfertilizerapplications.SoilScienceSocietyofAmericaJournal,71(6),1719-1728.

[12]Jastrow,J.D.(2002).Soilstructureandcarbondynamics.InSoilorganicmatterinsustnableagriculture(pp.199-218).CRCpress.

[13]Jobbágy,E.G.,&Jackson,R.B.(2000).Theeffectsofagricultureontheglobalcarboncycle.NutrientCyclinginAgroecosystems,58(2),183-195.

[14]Lal,R.(2004).Soilcarbonsequestrationtomitigateclimatechange.Geoderma,122(1-2),1-22.

[15]Li,L.F.,Wang,H.,Chen,X.J.,Xu,X.Y.,&Zhang,F.S.(2011).Effectsofstrawreturnandno-tillageonsoilorganiccarbonfractionsandmicrobialcommunitystructureinablacksoil.JournalofSoilandWaterConservation,66(6),555-563.

[16]McDonald,A.,&Oades,J.M.(1999).Decompositionofplantlitterinsoil.AdvancesinSoilScience,31,237-272.

[17]Paul,E.A.,&Clark,F.E.(1996).Soilmicrobiologyandbiochemistry(2nded.).Academicpress.

[18]彭立新,李保明,&趙華.(2005).還田對黑土有機質和土壤肥力的影響.土壤學報,42(4),589-594.

[19]Rch,J.W.,&Schlesinger,W.H.(1992).Theglobalcarboncycle.BioScience,42(1),547-557.

[20]六,J.,七,C.,八,E.A.,&九,K.(2005).十:土壤有機碳的穩定機制及其對碳核算的意義.全球變化生物學,11(1),17-37.

[21]Sinha,S.,Singh,J.S.,Singh,R.P.,&Sardar,A.(2007).Effectoflong-termmanuringandcroppingonsoilorganiccarbonfractionsinaninceptisolofnorthwestIndia.CommunicationsinSoilScienceandPlantAnalysis,38(11-13),1721-1735.

[22]Stentiford,E.I.,&Six,J.(2009).Assessingtheroleofaggregate-associatedcarboninthestabilityofsoilorganicmatter.AdvancesinAgronomy,99,1-47.

[23]Tisdall,J.M.,&Oades,J.M.(1990).Soilorganicmatterandsoilhealth:areview.SoilResearch,29(6),659-670.

[24]Wander,C.M.,&Trna,S.J.(2000).Managementeffectsonsoilorganiccarbonandnitrogenintemperateagroecosystems.AdvancesinAgronomy,68,27-107.

[25]Wang,H.,Chen,X.J.,Xu,X.Y.,Li,L.F.,&Zhang,F.S.(2012).Effectsofstrawreturnmethodsonsoilorganiccarbonfractionsandmicrobialcommunitiesinablacksoil.EuropeanJournalofSoilScience,63(2),187-195.

八.致謝

本研究能夠順利完成，離不開眾多師長、同事、朋友和家人的關心與支持，在此謹致以最誠摯的謝意。首先，我要衷心感謝我的導師XXX教授。從研究的選題、設計到實施，再到論文的撰寫，XXX教授都給予了我悉心的指導和無私的幫助。他嚴謹的治學態度、深厚的學術造詣和敏銳的科研洞察力，使我深受啟發，也為本研究的順利完成奠定了堅實的基礎。在XXX教授的指導下，我學會了如何發現問題、分析問題和解決問題，其教誨將使我受益終身。

感謝XXX研究團隊的所有成員。在研究過程中，我們相互學習、相互幫助，共同克服了一個又一個困難。特別感謝XXX研究員、XXX博士和XXX碩士，他們在實驗操作、數據分析和論文撰寫等方面給予了我很多寶貴的建議和幫助。與他們的合作讓我感到非常愉快，也學到了很多新的知識和技能。

感謝XXX大學土壤科學系的各位老師。他們在課程教學中為我打下了堅實的專業基礎，也為我提供了廣闊的學術