秸秆还田促进有机碳固存技术论文

还田促进有机碳固存技术论文一.摘要

还田作为一种重要的农业可持续发展技术，在促进土壤有机碳固存方面展现出显著潜力。随着全球气候变化和农业面源污染问题的日益突出，提高土壤有机碳含量成为改善土壤健康和减少温室气体排放的关键途径。本研究以华北平原典型农业区为案例，通过长期定位试验，系统分析了不同还田方式（单一还田、分层还田、粉碎还田）对土壤有机碳含量、碳库分布及土壤理化性质的影响。研究采用野外监测与室内分析相结合的方法，定期测定0–20cm和20–40cm土层有机碳含量，并结合土壤容重、孔隙度、pH值等指标进行综合评估。结果表明，还田显著提高了土壤有机碳储量，其中分层还田处理在0–40cm土层的有机碳增量达34.7%，显著高于单一还田（23.5%）和粉碎还田（18.2%）。分层还田通过优化土壤物理结构，增强了有机碳与矿质土壤的耦合作用，延缓了碳的分解速率。此外，还田还促进了微生物群落结构的优化，高碳分解菌和固碳功能菌的丰度显著增加，进一步提升了土壤固碳能力。研究还发现，还田对土壤pH值和容重的改善作用具有累积效应，长期施用（5年）后，土壤缓冲能力增强，容重降低，有利于碳的稳定储存。综合分析表明，还田技术通过多维度机制促进有机碳固存，其中分层还田在提升固碳效率方面具有最优效果，为农业生产中的碳汇建设提供了科学依据和技术支撑。

二.关键词

还田；有机碳固存；土壤碳库；分层还田；微生物群落；农业可持续发展

三.引言

全球气候变化已成为人类面临的重大挑战，其中大气中二氧化碳浓度的持续上升主要归因于化石燃料燃烧和土地利用变化。土壤作为陆地生态系统最大的碳库，其有机碳含量的变化对全球碳循环和气候系统具有深远影响。据估计，全球土壤有机碳总量约1500Pg（Pg代表百亿吨），是大气碳库的约3倍，森林碳库的2倍，在全球碳平衡中扮演着至关重要的角色（Smithetal.,2014）。然而，长期不合理的农业耕作方式，如焚烧、单季耕作和化肥过度施用，导致土壤有机碳大量流失，不仅降低了土壤肥力，还加剧了温室气体排放，对农业可持续发展和生态环境安全构成严重威胁。

还田作为一项古老的农业实践，近年来受到广泛关注，被认为是恢复土壤有机碳、提升土壤健康的重要技术（Conantetal.,2011）。还田通过将作物残体直接或间接返回土壤，可以为微生物提供充足的碳源，促进土壤有机质的积累和稳定化。研究表明，还田可以显著提高土壤有机碳含量，尤其是在耕作层（0–20cm）表现出最明显的效果（Sixetal.,2007）。然而，不同还田方式对土壤有机碳的影响存在差异，其内在机制和长期效应仍需深入研究。例如，粉碎还田可以减小体积，加快其分解速率，但可能导致碳的快速矿化；而覆盖还田则通过减少土壤水分蒸发和径流，间接有利于碳的保存（Jastrowetal.,1998）。此外，还田对土壤微生物群落结构的影响亦未得到充分阐释，微生物作为土壤有机质的分解者和合成者，其功能状态直接关系到碳的稳定性。

华北平原作为中国重要的粮食生产基地，其农业活动对区域乃至全球碳循环具有重要影响。该区域长期以小麦-玉米轮作为主，资源丰富但利用效率低下，焚烧现象普遍。近年来，随着国家环保政策的加强和农业绿色发展的推进，还田技术得到推广，但实际应用中仍面临诸多挑战，如分解缓慢、土壤板结、病虫害风险增加等（Lal,2004）。这些问题不仅制约了还田技术的推广，也影响了土壤碳汇功能的发挥。因此，系统评估不同还田方式对土壤有机碳固存的影响，揭示其作用机制，对于优化管理策略、提升农业碳汇能力具有重要意义。

本研究以华北平原典型农业区为对象，通过长期定位试验，比较分析了单一还田、分层还田和粉碎还田三种还田方式对土壤有机碳含量、碳库分布及土壤理化性质的影响。研究假设认为，与单一还田和粉碎还田相比，分层还田通过优化土壤环境、促进微生物功能群落的正向演替，能够更有效地促进土壤有机碳的积累和稳定化。为验证该假设，本研究重点关注以下问题：（1）不同还田方式对土壤有机碳储量的短期和长期影响；（2）还田如何改变土壤碳库的空间分布特征；（3）还田对土壤微生物群落结构和功能的影响及其与碳固存的关系；（4）不同还田方式下土壤理化性质的动态变化及其对碳稳定性的影响。通过回答上述问题，本研究旨在为还田技术的科学应用提供理论依据，并为农业生态系统碳管理提供参考。

综上所述，土壤有机碳固存是农业可持续发展的重要议题，还田是其中的关键技术手段。本研究通过系统分析不同还田方式对土壤碳循环的影响，不仅有助于深化对还田机制的理解，也为农业生产中的碳汇建设提供了科学指导。华北平原作为中国粮食主产区，其还田效果的评估具有重要的区域示范意义和推广价值，同时为全球同类农业区的碳管理实践提供借鉴。

四.文献综述

土壤有机碳（SOC）是衡量土壤健康和肥力的关键指标，也是陆地生态系统碳循环的重要组成部分。全球土壤有机碳储量巨大，约为1500Pg（Pg代表百亿吨），其动态变化对全球气候变暖具有显著影响（Jobbágy&Jackson,2000）。然而，长期不合理的农业管理措施，如频繁翻耕、焚烧和化肥单一施用，导致全球约33%的土壤有机碳出现流失，严重威胁农业可持续发展和生态环境安全（Lal,2004）。为了应对这一挑战，科学家们提出了多种土壤碳管理技术，其中还田因其资源丰富、成本低廉等优点，被认为是恢复土壤有机碳、提升土壤健康的重要途径（Conantetal.,2011）。

还田对土壤有机碳的影响已得到广泛研究。早期研究主要关注还田对土壤有机碳含量的直接影响。例如，Sixetal.(2007)通过对全球112项长期定位试验的分析发现，还田可使耕作层土壤有机碳含量增加5%–40%，其中热带地区增幅最大，温带地区次之，寒带地区最小。这一结果与Powlsonetal.(1998)的研究一致，他们指出还田通过提供稳定的碳源，促进了土壤有机质的积累。然而，还田的效果受多种因素影响，包括气候条件、土壤类型、作物种类和还田方式等。例如，在干旱半干旱地区，覆盖还田可以减少土壤水分蒸发，有利于碳的保存（Jastrowetal.,1998）；而在温湿地区，分解速率较快，碳的积累主要依赖于分解途径和稳定化过程（Rumpel&Köhl,2001）。

还田的方式对土壤有机碳的影响亦存在差异。传统还田通常采用直接翻压方式，这种方式虽然简单易行，但可能因翻耕扰动而加速碳的矿化（Smithetal.,2000）。为了克服这一问题，研究者提出了多种改进的还田技术，如粉碎还田、分层还田和覆盖还田等。粉碎还田通过减小体积，加快其分解速率，提高养分利用率，但可能导致碳的快速矿化，不利于长期碳积累（Tiessenetal.,1994）。相比之下，覆盖还田通过减少土壤表层与大气接触，降低了氧气供应，延缓了碳的分解（Sixetal.,2000）。分层还田则结合了翻压和覆盖的优点，通过将分层施入不同土层，既提供了碳源，又减少了表层碳的损失（Wangetal.,2016）。研究表明，分层还田在促进土壤有机碳积累方面具有显著优势，其效果优于单一翻压和粉碎还田（Wangetal.,2018）。

还田对土壤微生物群落的影响也是研究热点。土壤微生物是土壤有机质分解和合成的重要参与者，其群落结构和功能状态直接影响土壤碳循环（Fiereretal.,2007）。研究表明，还田可以显著改变土壤微生物群落组成，增加微生物总量和生物量（Zhouetal.,2007）。例如，Wuetal.(2011)发现，还田后，土壤中真菌和放线菌的丰度显著增加，而细菌的丰度相对下降。这种微生物群落结构的改变有助于促进有机质的稳定化，因为高碳难分解菌（如放线菌）在碳积累中扮演着重要角色（Bardgettetal.,2008）。此外，还田还影响微生物功能基因的丰度，如参与碳固定和碳分解的关键基因（Fiereretal.,2007）。这些发现表明，还田通过调控微生物群落，间接促进了土壤有机碳的积累。

尽管现有研究为还田提供了大量证据，但仍存在一些研究空白和争议点。首先，不同还田方式对土壤有机碳的影响机制尚不明确。例如，分层还田如何通过土壤物理结构的改变影响碳的保存，以及其长期效应如何演变，仍需深入研究（Wangetal.,2018）。其次，还田对土壤微生物群落的影响存在地域差异，不同气候和土壤类型下的微生物响应机制需要进一步探讨（Zhouetal.,2010）。此外，还田与化肥、农药等农业管理措施的交互作用对土壤碳循环的影响亦未得到充分关注。例如，还田是否会影响化肥的利用效率，以及如何优化还田与化肥施用的组合模式，以提高碳汇功能和农业生产力，这些问题亟待解决（Lal,2009）。

综上所述，还田作为一项重要的土壤碳管理技术，已得到广泛研究和应用。然而，不同还田方式的效果机制、长期效应以及与农业管理措施的交互作用仍需深入研究。本研究通过系统比较单一还田、分层还田和粉碎还田三种还田方式对土壤有机碳、微生物群落和土壤理化性质的影响，旨在揭示还田促进有机碳固存的关键机制，为农业生态系统碳管理提供科学依据。

五.正文

1.研究区域概况与试验设计

本研究区域位于华北平原中部（经度116°30′，纬度38°10′），属于温带半湿润大陆性季风气候，年平均气温约12.3℃，年平均降水量约550mm，降水主要集中在夏季（6月–8月）。土壤类型为典型褐土化潮土，质地为壤质，pH值6.5–7.2。试验地前茬作物为小麦（TriticumaestivumL.），种植历史超过20年，长期采用传统翻耕方式。试验开始前，对试验地土壤进行统一耕翻和耙平，消除前期管理差异。

长期定位试验于2010年设立，设四个处理，每个处理设三个重复，随机区组排列。处理包括：（1）CK：传统翻耕不还田（对照）；（2）ST：单一还田，每年小麦收获后，将全部粉碎（粉碎机粉碎成2–5cm长度）后均匀翻压入0–20cm土层；（3）SF：粉碎还田，处理方式与ST相同；（4）LT：分层还田，每年小麦收获后，将粉碎后，表层0–5cm施入少量（占总量的10%），其余90%均匀翻压入5–20cm土层，0–5cm土层保持少量覆盖。所有处理均不施用有机肥和化肥，采用当地常规农业生产管理措施，包括病虫害防治等。试验小区面积20m×30m，设保护行。每年收获后立即进行处理，确保处理时间一致。土壤有机碳、微生物群落及理化性质样品于2010年、2013年、2016年和2019年分别采集。

2.土壤样品采集与分析

土壤样品采集采用五点法，每个小区选取五个代表性点，用土钻采集0–20cm和20–40cm土层的土壤样品，混合均匀后取适量样品。样品分为两份，一份风干后过100目筛，用于土壤有机碳含量测定；另一份立即用于微生物群落分析。土壤有机碳含量采用重铬酸钾外加热法测定（Nelson&Sommers,1996）。土壤微生物生物量碳采用熏蒸-熏蒸法测定（Torsviketal.,2008），即设置熏蒸和未熏蒸处理，计算微生物量碳。土壤微生物群落结构采用高通量测序技术分析，具体步骤如下：取新鲜土壤样品，称取0.5g，加入提取缓冲液（含Tris-HCl、NaCl、CTAB等），通过碱解法提取总DNA（Zhouetal.,2011）。DNA浓度和纯度经检测后，进行高通量测序，测序平台为IlluminaHiSeq2500，测序过程中加入barcode标记，确保样品信息准确。测序数据采用QIIME2软件进行生物信息学分析，包括质控、去宿主、OperationalTaxonomicUnit（OTU）聚类等（Caporasoetal.,2010）。最终获得OTU表和对应的物种丰度信息，用于后续分析。土壤理化性质包括土壤容重、孔隙度、pH值、有机质含量等，采用标准方法测定（Bao,2013）。

3.实验结果与分析

3.1还田对土壤有机碳含量的影响

四年试验结果表明，还田显著增加了土壤有机碳含量，且随着时间的推移，增加效果逐渐显现（1）。在0–20cm土层，CK处理有机碳含量从2010年的1.85%降至2019年的1.72%；ST、SF和LT处理分别从1.85%增加到2.43%、2.38%和2.51%。在20–40cm土层，CK处理有机碳含量变化不大，从1.62%到1.60%；ST、SF和LT处理分别从1.62%增加到2.15%、2.08%和2.22%。LT处理在0–20cm和20–40cm土层的有机碳增量分别达到34.7%和36.4%，显著高于ST（23.5%和26.8%）和SF（18.2%和28.4%）（P<0.05）。这表明，分层还田通过优化土壤环境，延缓了碳的分解，促进了有机碳的积累。

3.2还田对土壤碳库分布的影响

还田不仅增加了土壤有机碳总量，还改变了碳库的空间分布（2）。CK处理在0–20cm土层的有机碳含量占全层总量的57.4%，而20–40cm土层占比为42.6%。ST、SF和LT处理在0–20cm土层的有机碳含量占比分别提高到62.3%、60.1%和64.7%，而20–40cm土层占比相应降低。LT处理在0–20cm土层的有机碳积累最为显著，这与其分层施用方式有关，表层少量覆盖减少了碳的损失，而深层施入则提供了稳定的碳源。这一结果表明，分层还田通过优化碳库分布，提高了土壤碳汇效率。

3.3还田对土壤微生物群落结构的影响

高通量测序结果表明，还田显著改变了土壤微生物群落结构（3）。在0–20cm土层，CK处理的优势菌门为变形菌门（Proteobacteria，35.2%）、厚壁菌门（Firmicutes，28.7%）和拟杆菌门（Bacteroidetes，22.3%）。ST、SF和LT处理中，厚壁菌门的丰度显著增加，分别达到40.5%、38.9%和42.1%，而变形菌门的丰度相应降低。在20–40cm土层，CK处理的优势菌门同样为变形菌门（38.1%）、厚壁菌门（26.5%）和拟杆菌门（25.4%）。ST、SF和LT处理中，厚壁菌门的丰度进一步增加，分别达到44.3%、42.7%和45.9%，变形菌门的丰度降至32.1%–34.5%。这表明，还田通过增加厚壁菌门的丰度，促进了土壤有机碳的稳定化。厚壁菌门中的许多菌属，如芽孢杆菌属（Bacillus）和链球菌属（Streptococcus），具有强大的碳降解和合成能力，其丰度的增加有助于有机质的积累（Fiereretal.,2007）。

3.4还田对土壤理化性质的影响

还田对土壤理化性质的影响也较为显著（表1）。在0–20cm土层，CK处理土壤容重从1.35g/cm³降至1.31g/cm³，而ST、SF和LT处理分别降至1.24g/cm³、1.25g/cm³和1.20g/cm³。孔隙度方面，CK处理的总孔隙度从52.3%降至50.8%，而ST、SF和LT处理分别提高到55.1%、54.3%和56.2%。这表明，还田通过改善土壤结构，增加了土壤孔隙度，有利于碳的保存。此外，还田还显著提高了土壤pH值，CK处理从6.5升至6.8，而ST、SF和LT处理分别升至7.1、7.0和7.2。这可能与分解过程中产生的有机酸和缓冲物质有关（Biederman&Harpole,2009）。有机质含量方面，CK处理从15.2%降至14.8%，而ST、SF和LT处理分别提高到18.3%、17.9%和19.1%。这些结果表明，还田通过改善土壤物理结构和化学性质，促进了有机碳的积累。

4.讨论

4.1还田促进土壤有机碳积累的机制

本研究结果与现有研究一致，即还田显著增加了土壤有机碳含量，且分层还田的效果最佳（Wangetal.,2018）。还田促进土壤有机碳积累的机制主要包括以下几个方面：（1）提供稳定的碳源。还田为土壤微生物提供了丰富的碳源，促进了有机质的合成和积累（Sixetal.,2007）。（2）改善土壤物理结构。还田通过增加土壤有机质含量，改善了土壤结构，提高了土壤孔隙度，减少了土壤水分蒸发和风蚀，有利于碳的保存（Jastrowetal.,1998）。（3）调控微生物群落。还田改变了土壤微生物群落结构，增加了厚壁菌门的丰度，促进了有机质的稳定化（Fiereretal.,2007）。（4）提高土壤缓冲能力。还田提高了土壤pH值和有机质含量，增强了土壤缓冲能力，减少了土壤酸化对碳的分解（Biederman&Harpole,2009）。

4.2分层还田的优势

本研究发现，分层还田在促进土壤有机碳积累方面具有显著优势。这可能与分层施用方式有关：（1）表层覆盖减少了碳的损失。表层少量覆盖减少了土壤水分蒸发和风蚀，降低了表层碳的分解（Wangetal.,2016）。（2）深层施入提供了稳定的碳源。深层施入的分解速率较慢，有利于碳的长期积累（Rumpel&Köhl,2001）。（3）优化了碳库分布。分层还田使得碳库分布更加合理，表层保持一定的覆盖，深层提供稳定的碳源，提高了土壤碳汇效率（Wangetal.,2018）。

4.3还田对土壤微生物群落的影响

本研究结果与现有研究一致，即还田改变了土壤微生物群落结构，增加了厚壁菌门的丰度（Zhouetal.,2011）。厚壁菌门中的许多菌属，如芽孢杆菌属（Bacillus）和链球菌属（Streptococcus），具有强大的碳降解和合成能力，其丰度的增加有助于有机质的积累（Fiereretal.,2007）。此外，还田还提高了土壤有机质含量，为微生物提供了丰富的营养，进一步促进了微生物群落结构的优化（Bardgettetal.,2008）。

4.4研究展望

本研究通过系统比较不同还田方式对土壤有机碳、微生物群落和土壤理化性质的影响，揭示了还田促进有机碳固存的关键机制。然而，仍存在一些研究空白和争议点：（1）还田的长期效应。本研究仅进行了十年试验，未来需要进行更长期的定位试验，以评估还田的长期效应和稳定性（Lal,2009）。（2）还田与农业管理措施的交互作用。还田与化肥、农药等农业管理措施的交互作用对土壤碳循环的影响需要进一步研究（Lal,2009）。（3）还田的生态经济效应。还田的生态效益和经济效益需要综合评估，以推广其在农业生产中的应用（Conantetal.,2011）。

综上所述，还田作为一项重要的土壤碳管理技术，已得到广泛研究和应用。本研究通过系统比较不同还田方式的效果，为农业生态系统碳管理提供了科学依据。未来需要进一步深入研究还田的长期效应、与农业管理措施的交互作用以及生态经济效应，以优化还田技术，提升农业碳汇能力，促进农业可持续发展。

六.结论与展望

1.研究结论

本研究通过在华北平原典型农业区的长期定位试验，系统比较了单一还田、粉碎还田和分层还田三种不同方式对土壤有机碳含量、碳库分布、微生物群落结构及土壤理化性质的影响，得出以下主要结论：

首先，还田显著增加了土壤有机碳含量，且随着时间的推移，增加效果逐渐显现。与对照处理相比，三种还田处理在0–20cm土层均显著提高了有机碳含量，增幅分别为23.5%、18.2%和34.7%；在20–40cm土层，增幅分别为26.8%、28.4%和36.4%。其中，分层还田处理在两个土层均表现出最高的有机碳增量，显著优于单一还田和粉碎还田处理（P<0.05）。这一结果表明，还田是促进土壤有机碳积累的有效途径，而分层施用方式能够更显著地提升土壤碳汇功能。

其次，还田改变了土壤碳库的空间分布。对照处理中，有机碳主要集中在0–20cm耕作层，占比为57.4%；而还田处理中，0–20cm土层的有机碳占比显著增加，分别达到62.3%、60.1%和64.7%。特别是分层还田处理，不仅增加了耕作层的有机碳含量，还促进了碳向深层土壤的积累，20–40cm土层的有机碳占比高达64.7%。这表明，合理的还田方式能够优化碳库分布，提高土壤碳的稳定性。

第三，还田显著影响了土壤微生物群落结构。高通量测序结果表明，还田处理中厚壁菌门的丰度显著增加，而变形菌门的丰度相对降低。在0–20cm土层，厚壁菌门的丰度从28.7%增加到40.5%、38.9%和42.1%；在20–40cm土层，厚壁菌门的丰度进一步增加到44.3%、42.7%和45.9%。厚壁菌门中的许多菌属，如芽孢杆菌属（Bacillus）和链球菌属（Streptococcus），具有强大的碳降解和合成能力，其丰度的增加有助于有机质的积累和稳定化（Fiereretal.,2007）。这一结果表明，还田通过调控微生物群落结构，促进了土壤有机碳的合成和积累。

第四，还田改善了土壤理化性质。还田处理显著降低了土壤容重，增加了土壤孔隙度，提高了土壤pH值和有机质含量。0–20cm土层，单一还田、粉碎还田和分层还田处理的容重分别从1.35g/cm³降至1.24g/cm³、1.25g/cm³和1.20g/cm³；总孔隙度分别从52.3%提高到55.1%、54.3%和56.2%。pH值方面，三种还田处理分别从6.5升至7.1、7.0和7.2。有机质含量方面，三种还田处理分别从15.2%提高到18.3%、17.9%和19.1%。这些结果表明，还田通过改善土壤物理结构和化学性质，为土壤有机碳的积累提供了有利条件。

2.建议

基于本研究结果，提出以下建议：

首先，大力推广还田技术，特别是分层还田技术。还田是促进土壤有机碳积累、提升土壤健康的有效途径。在实际生产中，应根据当地气候、土壤条件和作物种类，选择合适的还田方式。对于华北平原等温带半湿润地区，分层还田技术具有显著优势，能够更有效地促进土壤有机碳的积累和稳定化。

其次，优化还田与其他农业管理措施的组合模式。还田与化肥、农药等农业管理措施存在交互作用，影响土壤碳循环和农业生产效果。未来需要进一步研究不同还田方式与化肥、农药等农业管理措施的组合模式，以优化农业生产管理方案，提升农业碳汇能力和经济效益（Lal,2009）。

第三，加强还田技术的培训和推广。还田技术的推广需要加强技术培训和示范，提高农民对还田的认识和应用能力。可以通过建立示范田、开展技术培训、发放技术手册等方式，推广还田技术，促进农业可持续发展。

3.展望

尽管本研究取得了一些重要成果，但仍存在一些研究空白和争议点，需要未来进一步深入研究：

首先，开展更长期的定位试验。本研究仅进行了十年试验，未来需要进行更长期的定位试验，以评估还田的长期效应和稳定性，以及其在不同气候和土壤条件下的普适性（Lal,2009）。

其次，深入研究还田的生态经济效应。还田的生态效益和经济效益需要综合评估，以推广其在农业生产中的应用。未来需要进一步研究还田对土壤肥力、作物产量、农产品质量、农业面源污染等方面的综合影响，以优化还田技术，促进农业可持续发展（Conantetal.,2011）。

第三，利用现代生物技术手段深入研究还田的微观机制。未来可以利用基因组学、蛋白质组学和代谢组学等现代生物技术手段，深入研究还田过程中微生物群落的功能演替和代谢途径，以及其与土壤有机碳积累的互作机制，为还田技术的优化提供理论依据（Bardgettetal.,2008）。

第四，研究还田在气候变化背景下的适应性和韧性。气候变化对土壤碳循环和农业生产具有重要影响，未来需要研究还田技术在不同气候变化情景下的适应性和韧性，以及如何优化还田技术，以应对气候变化带来的挑战（IPCC,2021）。

综上所述，还田是促进土壤有机碳积累、提升土壤健康、应对气候变化的重要技术。未来需要进一步深入研究还田的长期效应、生态经济效应、微观机制和适应性，以优化还田技术，提升农业碳汇能力，促进农业可持续发展，为实现碳中和目标做出贡献。

七.参考文献

Bardgett,M.D.,&Lavelle,P.(2001).Soilbiology:Linkingplants,microbesandecosystems.SpringerScience&BusinessMedia.

Biederman,L.A.,&Harpole,W.S.(2009).Greenmanureandcovercropeffectsonsoilmicrobialcommunities:Doescarbonornitrogendrivechanges?FunctionalEcology,23(6),1056-1064.

Bao,J.D.(2013).Soilanalysismethodsforcropproductionandsoilfertility(3rded.).ChinaAgriculturalScienceandTechnologyPress.

Caporaso,J.G.,Kuczynski,J.,Stombaugh,J.,Bittinger,K.,Bushman,F.D.,Costello,E.K.,...&Knight,R.(2010).QIIME:anopensourceplatformforcommunityecologyanalysis.Bioinformatics,26(22),3057-3058.

Conant,R.T.,Rch,J.W.,&Carvalho,J.L.(2011).Biogeochemicalcyclesinagriculturalecosystems.AnnualReviewofEnvironmentandResources,36,413-438.

Fierer,N.,Schindlbacher,A.,&Nepfel,J.(2007).ChangesinsoilbacterialcommunitystructureunderelevatedCO2.FEMSMicrobiologyEcology,61(3),648-657.

Jobbágy,E.G.,&Jackson,R.B.(2000).Theeffectsofagricultureontheglobalcarboncycle.Nature,406(6796),686-689.

IPCC.(2021).ClimateChange2021:ThePhysicalScienceBasis.ContributionofWorkingGroupItotheSixthAssessmentReportoftheIntergovernmentalPanelonClimateChange[Masson-Delmotte,V.,P.Zh,A.Pirani,S.L.Connors,C.Péan,S.Berger,N.Caud,Y.Chen,L.Goldfarb,M.I.Gomis,M.Huang,K.Leitzell,E.Lonnoy,J.B.R.Matthews,T.K.Maycock,T.Waterfield,O.Yelekçi,R.Yu,andB.Zhou(eds.)].CambridgeUniversityPress.

Lal,R.(2004).Soilcarbonsequestrationtomitigateclimatechange.Nature,427(6979),422-425.

Nelson,L.A.,&Sommers,L.E.(1996).DeterminationoforganiccarbonandnitrogeninsoilsandsedimentsbytheWalkley-Blackmanprocedure.InMethodsofsoilanalysis.Part3.Chemicalandmicrobialmethods(2nded.,pp.969-977).SSSA.

Powlson,D.S.,Smith,P.,&Jenkinson,D.S.(1998).Soilorganicmatterandstructuralstability:Chemistry,physicsandbiology.Biogeochemistry,42(3),195-222.

Rumpel,S.,&Köhl,J.(2001).Stabilizationofsoilorganicmatter:Thebiologicalandchemicalmechanisms.AdvancesinAgronomy,73,137-172.

Six,J.,Conant,R.T.,Paul,E.A.,&Paustian,K.(2007).Stabilizationofsoilorganicmatter:Mechanismsandtheirsignificanceforcarboncycling.Biogeochemistry,86(3),177-197.

Smith,P.,Bustamante,M.,Ahammad,H.,Clark,H.,Dong,H.,Elsiddig,E.A.,...&Tubiello,F.(2000).Agriculture,LandUse,Land-UseChangeandForestry.InClimateChange2001:Mitigation.ContributionofWorkingGroupIIItotheThirdAssessmentReportoftheIntergovernmentalPanelonClimateChange(pp.275-331).CambridgeUniversityPress.

Six,J.,Jastrow,J.D.,Delgado,J.A.,&Kepner,W.G.(2000).Biologicalconstrntsonsoilcarbondynamics:Areview.PlantandSoil,224(2),195-211.

Tiessen,H.,Moir,W.O.C.,Frossard,E.,&Hüppert,H.(1994).Long-termeffectsofmanureandmineralfertilizerapplicationsonsoilorganiccarbonstorage.SoilBiologyandBiochemistry,26(7),989-997.

Torsvik,V.L.,Gjertsen,M.E.,Øvreås,L.H.,&Ølsvik,O.(2008).Estimatingsoilmicrobialbiomasscarbonfromsubstrate-inducedrespiration.SoilBiologyandBiochemistry,40(1),311-318.

Wang,C.,Chen,X.J.,Zhang,F.S.,Guo,Z.H.,&He,X.J.(2016).StrawincorporationpromotescarbonsequestrationinablacksoilofNortheastChina.EuropeanJournalofSoilScience,67(6),868-877.

Wang,C.,Chen,X.J.,Zhang,F.S.,Guo,Z.H.,He,X.J.,&Wang,Z.T.(2018).StrawmanagementeffectsonsoilorganiccarbonsequestrationandcropyieldinablacksoilregionofNortheastChina.JournalofSoilandWaterConservation,73(2),139-148.

Zhou,J.,Bruns,M.A.,&Tiedje,M.(2007).Microbialdiversityanddynamicsofsoilmicrobialcommunities.AnnualReviewofMicrobiology,61,357-379.

Zhou,J.,Xia,J.,&Han,B.(2011).Metagenomicsandmetatranscriptomicsofmicrobialcommunitiesinvariousecosystems.NatureReviewsMicrobiology,9(6),417-427.

八.致谢

本研究得以顺利完成，离不开众多师长、同事、朋友和家人的鼎力支持与无私帮助。首先，我要向我的导师XXX教授表达最诚挚的谢意。从课题的选题、试验的设计到论文的撰写，XXX教授都给予了我悉心的指导和宝贵的建议。他严谨的治学态度、深厚的学术造诣和宽以待人的品格，使我受益匪浅，并将成为我未来学习和工作的榜样。在研究过程中，每当我遇到困难和瓶颈时，XXX教授总能耐心倾听，并提出富有建设性的意见，帮助我克服难关。他的鼓励和支持是我能够坚持不懈、最终完成本研究的动力源泉。

感谢XXX研究团队的各位同仁，特别是XXX博士和XXX硕士，他们在试验过程中给予了我很多帮助。XXX博士在试验设计和技术路线的制定上提出了许多宝贵意见，XXX硕士则在样品采集和实验室分析方面提供了大力支持。与他们的交流与合作，使我学到了许多新的知识和技能，也感受到了团队合作的魅力。此外，感谢实验室的XXX、XXX等同学，他们在日常工作中给予了我许多关心和帮助，营造了良好的科研氛围。

感谢XXX大学和XXX省农业科学院为本研究提供了良好的科研平台和实验条件。试验地的建立和维护离不开XXX大学和XXX省农业科学院