一、项目名称
人工植被下高原富铝土中天然有机质更替对污染物行为的调控
主持人：潘波
二、项目类型
国家自然科学基金重点联合基金项目
获批经费：200万元
三、项目简介
土壤有机碳周转更替在全球碳循环中有重要的贡献，对该体系中碳行为的准确认识，是理解土壤功能，发挥生态系统进行碳调理，实现碳中和愿景的重要模式。本项目围绕有机碳在土壤系统中的周转更替机制的核心目标展开工作。通过比较弱酸处理前后分子标志物信息，明确分子标志物准确分析的条件；引入苯多羧酸分子标志物对火成碳中的芳香结构的稠环程度进行识别，有利于区分这些芳香结构的来源、降解程度以及与无机矿物颗粒间的相互作用；并模拟了天然有机质的老化过程，提出了用苯多羧酸定量芳香结构的数学关系，特别是明确了苯多羧酸计算为芳香结构的转换系数不是一个常数，而与稠环程度有关，建立了定量方程；引入这些研究方法，在以高原富铝土人为植被更替区域进行了广泛的样品收集，比较了不同耕作模式、更替年代、植被类型、土层深度、颗粒大小、去矿前后，土壤有机质中的分子标志物信息，对人为干扰下的土壤有机质周转更替进行了描述，明确了天然有机质与无机矿物颗粒之间的相互作用程度与类别，定量了无机矿物在天然有机质稳定中的贡献和机制；相对于旱地而言，水田中水分子可能会抑制矿物与脂类的相互作用，这可能是水田中矿物保护弱的一个重要原因；然而水田或者深层土壤中有限的微生物活动及缺氧条件有利于保存游离态脂。结合分子标志物和稳定同位素分析，证实了人为扰动使得不同土层中土壤有机质快速降解，包括在黏土矿物上保护的有机质组分。结合常规化学表征和分子标志物信息，可以非常好地拟合污染物与土壤有机质的相互作用，包括表观吸附系数和非线性特征，为预测有机质的吸附特征提供新技术手段。本研究结果将为土壤碳调理提供重要的理论基础，基于本研究提出的耦合土壤固碳与污染控制的模式，已经服务于云南本地财政专项资金用于土壤修复，有望在土壤修复和土壤功能提升中发挥重要的作用。
