1.3　研究思路與研究內容

1.3.1　研究目標

評估土壤原位固相腐殖質的電子轉移能力，明確影響土壤原位固相腐殖質電子轉移能力的關鍵性因素，揭示土壤腐殖質在生物地球化學的氧化還原過程中作為胞外電子穿梭體的持續(xù)能力，闡明土壤腐殖質電子轉移能力對氣候變暖和土地利用變化的響應機制，以期為深入認識在人類活動背景下土壤腐殖質電子轉移機制及其調控污染物環(huán)境行為的機理提供理論基礎。

1.3.2　研究內容

（1）土壤固相腐殖質的電子轉移能力研究

聯(lián)合微生物還原法、電化學方法與交替式的氧化還原方法，分析土壤固相腐殖質的電子接受能力、電子供給能力與電子循環(huán)能力，研究土壤固相腐殖質的電子轉移能力，并通過與土壤溶解性腐殖質的電子傳遞能力進行比較，評估土壤固相腐殖質作為胞外電子穿梭體的能力。

（2）土壤溶解性腐殖質的電子循環(huán)能力研究

通過設計微生物還原和氧氣重新氧化的循環(huán)周期實驗，模擬土壤實際存在的間歇性缺氧和曝氣的循環(huán)過程，聯(lián)合微生物還原法與電化學方法，研究土壤腐殖質作為胞外電子穿梭體的持續(xù)能力；基于化學氧化還原循環(huán)實驗，分析土壤腐殖質中苯醌基團和非苯醌基團的電子承載能力，闡明不同基團對土壤腐殖質電子轉移持續(xù)能力的相對貢獻。

（3）土壤腐殖質電子轉移能力對增溫的響應

通過采集中國黃土剖面冰期-間冰期的土壤集、中國等400mm降雨量線不同緯度梯度的土壤集與中國東靈山不同海拔梯度的土壤集，提取土壤中的胡敏酸與富里酸，采用電化學方法對二者的電子接受能力與電子供給能力進行分析，并通過結合化學結構表征手段和土壤環(huán)境因子的變化，研究土壤腐殖質電子轉移能力對溫度增加的響應。

（4）土壤腐殖質競爭性抑制甲烷生成對增溫的響應

在不同溫度條件下，對添加不同腐殖質的水稻田土壤和濕地土壤進行厭氧培養(yǎng)，監(jiān)測甲烷生成的動態(tài)過程，驗證土壤腐殖質的微生物還原過程對甲烷生成的競爭抑制作用，闡明這種抑制作用對溫度增加的響應機制。

（5）土壤腐殖質電子轉移能力對土地利用的響應

通過對不同農(nóng)用地的土壤進行了采樣，使用微生物還原法對土壤中胡敏酸和富里酸的電子轉移能力進行量化，以評估土壤胡敏酸和富里酸電子轉移能力對農(nóng)用地類型的響應，同時研究土壤腐殖質電子轉移能力對水稻田耕作年限的響應。