典型稻田土壤关键生物地球化学过程与环境功能

　　稻田对维护我国粮食安全和环境健康起着不可替代的作用。我国是一个人口大国，发展农业，确保粮食安全是一项基本国策。在粮食需求不断增加、耕地面积逐年减少、环境质量却日趋恶化的压力下，维持稻田土壤持续高产性能、同时保证其生态环境健康与农产品质量安全，是我国当前迫切需要加以研究和解决的重大科学问题。

　　稻田土壤生产力与生态环境功能的形成与演化，集中体现了人为活动与生物地球化学过程的相互作用、生物地球化学过程与水分和生物的相互作用与耦合关系、生产力与生态环境功能的相互作用与协调，以及农业生产与全球气候变化的相互作用。深入研究稻田土壤的生物地球化学过程与环境功能，不仅对于稻田的可持续利用具有极其重要的科学意义和实践指导价值，还将极大地推动我国农田科学使用和管理研究，构造生产力与产品质量不断提高、与生态环境状况充分协调的农业生产体系提供重大科学支撑。

　　一、科学目标

　　以水稻土为模型系统，系统研究在氧化-还原交替作用下土壤碳、氮、铁等关键元素的生物地球化学循环过程及其微生物学机制，阐明水稻土碳、氮、铁循环过程特点、耦合机制及其生态环境效应，揭示稻田土壤生产力与生态环境功能演化特点与关键驱动机制，建立稻田土壤碳、氮、铁循环的生物地球化学过程模拟模型，提出稻田土壤持续生产力和关键生态功能协调的理论体系与关键途径，为构建我国特色的地表过程研究体系提供理论与方法借鉴，同时为保障国家粮食安全和环境健康提供重大科技支撑。

　　二、研究内容

　　1．典型水稻土中碳氮铁等耦合的微生物分子生态学机理

　　重点研究水稻土碳氮转化过程的微生物机理。水稻土固相铁的释放与形态转化过程动力学及其微生物学机制。氧化-还原交替过程作用下相关碳氮铁转化过程的耦合的微生物学机制。

　　2．水稻土中碳氮转化、积累与温室气体排放机制

　　重点研究典型水稻土有机质和氮转化的物理化学过程与微生物过程耦合机理、典型稻田土壤持续生产力与生态服务功能协调机理。

　　3．碳氮铁耦合作用下的水稻土中典型污染物迁移转化与微生物学机制

　　重点研究稻田生态系统中氧化还原交替作用下碳氮铁耦合过程对典型污染物的消纳和自净作用的影响及其微生物学机理。

　　三、资助年限

　　4年（2011年1月至2014年12月）

　　四、资助经费

　　1 000万元

　　五、申请注意事项

　　⑴ 申请书的资助类别选择“重大项目”，亚类说明选择“项目申请书”或“课题申请书”，附注说明选择“典型稻田土壤关键生物地球化学过程与环境功能”（以上选择不准确或未选择的项目申请将不予受理）。

　　⑵ “项目申请书”中的“主要参与者”只填写各课题“申请人”相关信息；“签字和盖章页”中“依托单位公章”盖“项目申请人”所属依托单位公章，“合作研究单位公章”盖“课题申请人”所属依托单位公章。

　　⑶ “课题申请书”中的“主要参与者”包括课题所有主要成员相关信息；“签字和盖章页”中“依托单位公章”盖“课题申请人”所属依托单位公章，“合作研究单位公章”盖合作研究单位的法人单位公章。

　　⑷ “项目申请书”和“课题申请书”应当通过各自的依托单位提交。

　　⑸ 本项目由地球科学部和生命科学部联合提出，由地球科学部负责受理。