1.3　研究思路与研究内容

1.3.1　研究目标

评估土壤原位固相腐殖质的电子转移能力，明确影响土壤原位固相腐殖质电子转移能力的关键性因素，揭示土壤腐殖质在生物地球化学的氧化还原过程中作为胞外电子穿梭体的持续能力，阐明土壤腐殖质电子转移能力对气候变暖和土地利用变化的响应机制，以期为深入认识在人类活动背景下土壤腐殖质电子转移机制及其调控污染物环境行为的机理提供理论基础。

1.3.2　研究内容

（1）土壤固相腐殖质的电子转移能力研究

联合微生物还原法、电化学方法与交替式的氧化还原方法，分析土壤固相腐殖质的电子接受能力、电子供给能力与电子循环能力，研究土壤固相腐殖质的电子转移能力，并通过与土壤溶解性腐殖质的电子传递能力进行比较，评估土壤固相腐殖质作为胞外电子穿梭体的能力。

（2）土壤溶解性腐殖质的电子循环能力研究

通过设计微生物还原和氧气重新氧化的循环周期实验，模拟土壤实际存在的间歇性缺氧和曝气的循环过程，联合微生物还原法与电化学方法，研究土壤腐殖质作为胞外电子穿梭体的持续能力；基于化学氧化还原循环实验，分析土壤腐殖质中苯醌基团和非苯醌基团的电子承载能力，阐明不同基团对土壤腐殖质电子转移持续能力的相对贡献。

（3）土壤腐殖质电子转移能力对增温的响应

通过采集中国黄土剖面冰期-间冰期的土壤集、中国等400mm降雨量线不同纬度梯度的土壤集与中国东灵山不同海拔梯度的土壤集，提取土壤中的胡敏酸与富里酸，采用电化学方法对二者的电子接受能力与电子供给能力进行分析，并通过结合化学结构表征手段和土壤环境因子的变化，研究土壤腐殖质电子转移能力对温度增加的响应。

（4）土壤腐殖质竞争性抑制甲烷生成对增温的响应

在不同温度条件下，对添加不同腐殖质的水稻田土壤和湿地土壤进行厌氧培养，监测甲烷生成的动态过程，验证土壤腐殖质的微生物还原过程对甲烷生成的竞争抑制作用，阐明这种抑制作用对温度增加的响应机制。

（5）土壤腐殖质电子转移能力对土地利用的响应

通过对不同农用地的土壤进行了采样，使用微生物还原法对土壤中胡敏酸和富里酸的电子转移能力进行量化，以评估土壤胡敏酸和富里酸电子转移能力对农用地类型的响应，同时研究土壤腐殖质电子转移能力对水稻田耕作年限的响应。