毕业设计开题报告
一、研究目的及意义
联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）在2014年发布的第五次评估报告指出，与1880年相比，2012年全球陆地和海洋表面平均温度升高了0.85 ℃ ，并且预计到2010年继续升高4 ℃ 。气候变暖的主要诱因是由于人类活动导致大气中温室气体的不断增加。
二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）被认为是导致气候变化的三大温室气体，它们在大气中的浓度分别由工业革命前的278 ppm、722ppb和270 ppb增加到2011年的390 ppm、1803 ppb和324 ppb。土壤是上述三种温室气体的重要排放源，据估计，每年土壤排放CO2为98 Pg C；自然湿地和水稻田土壤排放的CH4为253 Tg yrminus;1；土壤排放的N2O为10.7 Tg N yrminus;1。
土壤排放的CO2是由微生物分解有机碳产生，CH4是由有机碳分解产生的氢气和CO2及乙酸经产甲烷微生物作用形成的，N2O则是由硝化作用、反硝化作用和硝化细菌反硝化作用等过程产生。通常情况下，在好氧条件下，异养微生物的活性更强，产生更多CO2。CH4是在厌氧条件下产生，好氧情况下，土壤中存在CH4氧化过程，从而可能成为CH4的净汇。N2O在好氧条件下主要由硝化作用产生，在厌氧条件下主要经由反硝化过程排出。因此可以看出，这三种温室气体的产生和排放都受到土壤水分状况的控制。土壤水分含量的变化不仅可以直接改变土壤的氧气通透情况，而且会影响微生物的活性和底物的浓度，从而强烈地改变CO2、CH4和N2O的排放。
黑土是我国重要的旱地土壤类型，往往采用雨养的生产方式。土壤水分含量受到降水的强烈影响，因此本课题拟选择旱地黑土作为研究对象，在实验室开展不同水分含量的控制试验，明确水分条件对旱地黑土CO2、CH4和N2O排放的影响，从而为加深黑土温室气体排放的认识提供理论依据。
二、国内外同类研究概况
1、水分条件对土壤CO2释放的影响
在农业生态系统中，土壤水分是影响农业生态系统的另一个重要因子。Conant RT等认为，土壤呼吸有随季节变化的趋势，在干旱季节土壤CO2的释放受水分的影响较大（Conant RT，1998）。Grahammer 等则认为，土壤昼夜的呼吸通量在土壤水分充足的情况下，基本上没有差别。Kucera和Kirkham指出，另一种情况是当土壤水分超过田间持水力或者达到土壤中微生物的永久性萎蔫点时，土壤CO2 释放量才会减少。
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