三江平原沼泽湿地与稻田CH4排放对比研究

2001年5～10月,在三江平原对毛果苔草沼泽湿地和由沼泽湿地开垦后稻田的CH4 排放通量进行了同步观测.三江平原毛果苔草沼泽湿地CH4排放通量范围是1.32～46.38 mg/(m2@h),平均值为17.29 mg/(m2@h).稻田的CH4 排放通量范围是0.05～24.37 mg/(m2.h),平均值为6.67 mg/(m2.h).沼泽湿地CH4 排放通量平均值是稻田的2.5倍,水分条件和因土地利用方式改变引起的土壤理化条件变化是导致二者的CH4 排放通量产生差异的主要原因.CH4 排放通量有明显的季节变化,7～8月高温期出现CH4 排放高峰.     

若尔盖高原泥炭沼泽二氧化碳、甲烷和氧化亚氮排放通量研究

2003～2005年,在每年的植物生长季,采用静止箱/气相色谱法,观测和计算了若尔盖高原泥炭沼泽温室气体CO2、CH4和N2O的排放通量.若尔盖高原泥炭沼泽平均CO2排放通量为203.22 mg/(m2·h),分别是沼泽化草甸平均CO2排放通量[348.31 mg/(m2·h)]的58%和放牧草场平均CO2排放通量[323.03 mg/(m2·h)]的62%;若尔盖高原泥炭沼泽平均CH4排放通量为2.43 mg/(m2·h),分别是沼泽化草甸平均CH4排放通量[0.29mg/(m2·h)]的8.4倍和放牧草场平均CH4排放通量[0.07 mg/(m2·h)]的34倍;若尔盖高原泥炭沼泽平均N2O排放通量为0.020 mg/(m2·h),低于沼泽化草甸平均N2O排放通量[0.037 mg/(m2·h)]和放牧草场平均N2O排放通量[0.056 mg/(m2·h)].     

若尔盖高原与三江平原沼泽湿地CH4排放差异的主要环境影响因素

若尔盖高原沼泽湿地和三江平原沼泽湿地分别是我国面积最大的高原和平原淡水沼泽湿地.通过对二者常年积水的沼泽湿地CH4排放进行的同步观测,表明三江平原沼泽湿地CH4排放通量平均值是若尔盖高原的4.7倍.其中,若尔盖高原木里苔草沼泽的CH4排放通量范围是0.51～8.20 mg/(m2·h),平均值为2.87 mg/(m2·h);乌拉苔草沼泽CH4排放通量范围是0.36～10.04 mg/(m2·h),平均值为4.51 mg/(m2·h).三江平原毛果苔草沼泽湿地的CH4排放通量范围是1.32～46.38 mg/(m2·h),平均值为17.29 mg/(m2·h).水分条件和温度条件的不同是导致两地CH4排放产生差异的主要原因.在相同的温度条件下,土壤氧化还原状况对CH4排放有重要的影响.沼泽植物的种类和数量也对沼泽湿地CH4排放具有重要的作用.     

三江平源治泽湿地与稻田CH4排放对比研究

2001年5－10月，在三江平原对毛果苔草沼泽湿地和由沼泽地开垦后稻田的CH4排放通量进行了同步观测，三江平原毛果苔草沼泽湿地CH4排放通量范围是1．32－46．38mg/(m^2.h)，平均值为17．29mg(m^2.h).稻田的CH4 放通量范围是0．05－24．37mg(m^2.h)，平均值为6．67mg(m^2.h)，沼泽湿地CH4排放通量平均值是稻田的2．5倍，水分条件和因土地利用方式改变引起的土壤理化条件变化是导致二者的CH4排放通量产生差异的主要原因，CH4排放通量有明显的季节变化，7－8月高温期出现CH4排放高峰。     

三江平原毛果苔草湿地CH4排放研究

用密闭不透明箱 -气相色谱法对三江平原毛果苔草湿地进行了近两年的观测研究 ,结果表明 :三江平原毛果苔草湿地全年甲烷排放通量有着明显的季节变化 ,在非冰冻期 (5～ 10月 )CH4通量范围在 4 .6 4～ 2 1.4 8mg·m-2 ·h-1之间 ,平均值为 11.15mg·m-2 ·h-1;冰冻期 (11月到次年 4月 )CH4通量范围在 0 .4 6～ 4 .30mg·m-2 ·h-1之间 ,平均值是 1.6 9mg·m-2 ·h-1。经估算 ,三江平原毛果苔草湿地全年CH4排放总量为 0 .2 32 4Tg/a-1。     

三江平原毛苔草沼泽CO2排放通量日变化研究

利用静态暗箱/气相色谱法,在毛苔草(Carex lasiocarp)4个生长期(开花期、果熟期、果后营养期和立枯期),对三江平原毛苔草沼泽CO2排放通量的日变化进行了观测实验。结果表明,在开花期和果熟期,沼泽CO2日平均排放通量较大,分别为1 286.79 mg/(m2.h)和829.28 mg/(m2.h),在果后营养期和立枯期,沼泽CO2日平均排放通量较小,分别为472.54 mg/(m2.h)和237.27 mg/(m2.h);在开花期、果熟期和果后营养期,沼泽CO2排放通量的日变化与温度的相关性不明显,而在立枯期,沼泽CO2排放通量的日变化与气温和地表温度(水温)呈显著正相关(n=11,p<0.05)。各生长期的沼泽CO2日平均排放通量之间具有显著差异(n=4,p<0.01)。从整个生长季来看,CO2日排放通量与气温、地表温度(水温)、5 cm地温和10 cm地温呈显著正相关(n=40,p<0.01),与15 cm地温也呈显著正相关(n=40,p<0.05)。     

人类活动影响下淡水沼泽湿地温室气体排放变化

利用静态箱/气相色谱法,研究了三江平原淡水沼泽湿地及垦殖农业利用下CO₂、CH₄、N₂O排放变化。不同类型湿地生长季土壤呼吸速率以季节性积水的小叶章草甸最大,湿地垦殖后土壤呼吸速率明显增大。不同类型沼泽湿地CH₄排放在时空两个方面都有明显的变化,与土壤水分条件、植物群落类型和生长状况有密切关系。沼泽湿地及垦殖后农田土壤在植物生长季都为N₂O的源,常年积水沼泽湿地在植物生长季N₂O排放通量值较小,而土壤水分常年处于非饱和的草甸灌丛土壤N₂O排放相对较高,垦殖后农田土壤N₂O排放通量最大,沼泽湿地土壤N₂O排放通量与土壤温度呈正相关关系,而垦殖后农田土壤不显著。     

闽江河口潮汐沼泽甲烷排放通量和土壤甲烷产生潜力的月动态

分别采用静态箱法和室内厌氧培养法,于2013年1~10月连续测定闽江河口互花米草(Spartina alterniflora)沼泽和短叶茳芏(Cyperus malaccensis)沼泽的甲烷排放通量和土壤甲烷产生潜力,同时测定相关环境因子。互花米草沼泽和短叶茳芏沼泽甲烷排放通量和土壤甲烷产生潜力具有明显的季节变化,它们的甲烷排放通量分别为7.50~30.68 mg/(m2·h)和1.08~10.49 mg/(m2·h),月平均值分别为15.90 mg/(m2·h)和5.38 mg/(m2·h),且两者差异显著(p0.05);土壤甲烷产生潜力分别为73.22~931.50 ng/(g·d)和5.62~181.60 ng/(g·d),月平均值分别为480.52 ng/(g·d)和65.94 ng/(g·d),互花米草沼泽土壤甲烷产生潜力显著高于短叶茳芏沼泽(p0.01)。互花米草沼泽0~25 cm深度土层的甲烷产生潜力显著高于短叶茳芏沼泽;互花米草沼泽表层的甲烷产生潜力较低,最高值出现在20~25 cm深度土层,短叶茳芏沼泽土壤甲烷产生潜力随着土壤深度的增加而逐渐降低。     

室内模拟水位下退耕还湿地表层土壤温室气体排放研究

在中国科学院东北地理与农业生态研究所的科研温室中,进行了实验期为60 d的室内模拟实验,在-5 cm、0 cm和5 cm的模拟水位下,测定和计算出采集自洪河国家级自然保护区的2010年、2014年、2016年弃耕的退耕还湿地和天然小叶章沼泽表层(0～20 cm深度)土壤的CO_2、CH_4和N_2O排放通量。研究结果表明,随着水位的上升,2010年、2014年、2016年弃耕的退耕还湿地和天然小叶章沼泽表层土壤的CO_2和N_2O排放通量在减小;与-5 cm和5 cm的模拟水位下相比,0 cm水位下表层土壤的CH_4排放通量相对最大;随着实验天数的增加,2014年、2016年弃耕的退耕还湿地和天然小叶章沼泽表层土壤CH_4排放通量在波动增大;水位越高,其对退耕还湿地表层土壤CO_2、N_2O总排放量和温室气体的全球增温潜势的抑制作用越明显。     

辽河口盐沼和光滩CO_2排放通量及其影响因素

于2016年6~11月,在辽河口盘锦市湿地科学研究所基地的芦苇(Phragmites australis)盐沼、笔架岭的盐地碱蓬(Suaeda salsa)盐沼和光滩中,采用静态箱-气相色谱法,采集气体样品,在实验室中,测量和计算出气样的CO_2浓度,估算CO_2排放通量;分析CO_2排放通量与土壤温度、氧化还原电位、pH和电导率等环境因子的关系。结果表明,辽河口芦苇盐沼、盐地碱蓬盐沼(涨潮前)和光滩(涨潮前)CO_2排放通量平均值分别为(1 187.7±649.0)mg/(m2·h)、(362.4±146.1)mg/(m2·h)和(91.1±21.1)mg/(m2·h)。3种类型湿地CO_2排放通量差异显著(n=24,p0.01),芦苇盐沼CO_2排放通量最高,光滩的CO_2排放通量最低。在涨潮中,盐地碱蓬盐沼和光滩的CO_2排放通量平均值分别为(127.9±90.9)mg/(m2·h)和(45.8±21.1)mg/(m2·h),显著低于涨潮前的CO_2排放通量(n=24,p0.01)。各类型湿地CO_2排放通量与土壤电导率显著负相关(n=24,p0.01),说明土壤盐分是影响不同类型湿地CO_2排放通量的关键环境因子。     

土地利用方式对白浆土氧化甲烷的影响

白浆土在不同土地利用方式下CH4氧化潜力存在显著差异。天然草甸表层土氧化大气CH4的潜力最大,如果被开垦成人工林、旱田和水田,则氧化潜力分别降低64%、98%和117%。土壤透气性下降,甲烷氧化细菌数量减少以及活性降低,可能是土地利用方式改变后白浆土氧化CH4潜力下降的主要原因。白浆土氧化大气CH4潜力具有明显的垂直分异:草甸和林地土壤氧化大气CH4的潜力随着土壤深度的增加而减小;旱田土壤中耕作层下残存的有机质含量较高的层次仍保留了较强的氧化大气CH4潜力,氧化CH4速率是耕作层的13倍;即使是在大气中培养,水田土壤整个剖面仍排放CH4,最低层CH4排放率最小。供试白浆土氧化大气CH4速率与土壤有机碳、碱解氮和全氮含量显著正相关,与pH和土壤含水量(%WHC)负相关。在一定的温度和水分条件下,土壤有机碳含量是决定白浆土氧化大气CH4速率的一个最重要因素。     

三江平原湿地CH4、N2O的地-气交换特征

利用暗箱-气相色谱法对三江平原3种具有代表性的湿地类型（常年积水的毛果苔草沼泽、季节性积水的小叶章湿草甸和灌丛湿地）进行了为期两年的CH⁴和N²O现场同步观测。结果表明,湿地全年CH⁴和N²O通量有明显的季节和年际变化,与温度和土壤水分条件密切相关。在发生季节性干旱的年份,生长季（5月¹0月）CH⁴排放通量峰值出现在6月和8月,呈双峰型;而在降水充沛的年份,CH⁴排放通量峰值出现在6、7月份,呈单峰型。冰冻期（11月到次年4月）CH⁴排放通量十分的微弱,其中灌丛湿地表现为负排放。3种类型湿地N²O通量一般在非冰冻期表现为排放,呈双峰型,5月份融化期为第一个高峰期,7、8月为第二个高峰期,冰雪覆盖期表现为吸收。湿地CH⁴和N²O通量在春季的融冻期,存在此消彼长的现象。     

重庆金佛山岩溶区表层岩溶生态系统CO2浓度分析

以重庆金佛山林地、裸地表层岩溶生态系统CO2浓度的实际观测资料为基础,探索表层岩溶系统CO2浓度变化规律.结果显示,这种变化与土壤温度有密切关系,林地与裸地各个层次土壤的CO2浓度与土温呈一致性变化,这构成了表层岩溶生态系统对外界条件的灵敏响应.研究进一步揭示了林地植被平抑这种动态效应,而裸地则响应于温度变化.     

安徽省土壤有机碳空间差异及影响因素

区域土壤碳储量和碳固定潜力及影响因素分析是全球变化中碳循环研究的重要前沿问题。本文采用第二次土壤普查资料,研究了安徽省不同类型土壤的有机碳密度和碳库,分析了影响土壤有机碳分布的自然和人为因素。结果表明,安徽土壤有机碳库为0.71Pg,表层土壤有机碳库为0.28Pg;土壤平均有机碳密度达117.54 t/hm²,碳密度的空间分布为:皖南山区>皖西大别山区>沿长江平原>江淮丘陵区>淮北平原区;气候和植被控制着表层土壤有机碳的省域分布,降水与土壤有机碳含量呈正相关。地形和母质影响土壤亚类间有机碳的差异;土壤总氮与土壤有机碳呈极显著相关,平原区土壤粘粒含量与表层土壤有机碳固定有较大关系。     

升金湖枯水期滩地土壤CO2-C释放通量及有机碳稳定性研究

湿地是陆地生态系统的重要组成部分,在陆地碳库和固碳中具有重要作用。全球湿地碳库的稳定对减少土地利用变化引起的温室气体释放及减缓气候变化具有重要意义。以升金湖国家级自然保护区的典型滩地为研究对象,采用静态箱—气相色谱法对土壤CO₂释放通量进行观测和测定,并进一步分析土壤有机碳库的分布,探讨了滩地土壤呼吸动态和碳库稳定性。研究结果表明,升金湖0～20 cm滩地土壤有机碳含量为11.47～22.25 g/kg,有机碳密度为3.78～4.58 kg/m²,平均有机碳密度为4.11 kg/m²,土壤CO₂-C释放通量为111.7～499.5mg/（m².h）;滩地土壤有机碳密度和CO₂-C释放通量高于周边地区的水稻土土壤,且其有机碳稳定系数偏低,这表明升金湖滩地土壤有机碳库自身具有较高的稳定性,这是滩地土壤有机碳保持的一种机制,在气候变暖背景下,滩地土壤有机碳库的脆弱性将增加。     

海南岛东部地区土地利用方式对土壤有机碳与 易氧化有机碳的影响

以海南岛东部地区的4种土地利用方式（水田、抛荒地、果园、橡胶林地）的土壤为研究对象，通过对其SOC（土壤有机碳）和ROC（土壤易氧化有机碳）质量分数的测定，分析不同土地利用方式下SOC以及ROC的分布特征。结果表明：研究区的土地利用方式对SOC与ROC具有显著影响，土地利用方式通过影响植被凋落物、根系以及耕作方式、施肥收割等管理措施影响SOC及ROC的分布特征。就整个土壤剖面（0~30 cm）而言，不同土地利用方式下SOC质量分数的分布特征表现为水田＞抛荒地＞果园＞橡胶林地；各土地利用方式下SOC在表层土壤中质量分数最高，并随着土壤层的加深逐渐递减。水田、果园和橡胶林地土壤的ROC质量分数随着土壤深度的加深而逐渐降低，抛荒地呈现出先减少后增加的趋势。不同土地利用方式下土壤ROC质量分数表现为抛荒地＞水田＞果园＞橡胶林地。ROC质量分数的高低顺序与SOC质量分数基本相同。土壤的SOC质量分数是影响ROC质量分数变化的重要因素，相关性分析结果表明：水田、抛荒地和橡胶林地的SOC与ROC质量分数呈极显著正相关，而果园的SOC与ROC质量分数呈显著正相关。4种土地利用方式中水田土壤ROC的分配比例较低，说明水田的SOC稳定性相对于其他土地利用方式较高，有利于土壤碳的储存。     

Land use effects on soil organic carbon, nitrogen and salinity in saline-alkaline wetland

Land-use and soil management affects soil organic carbon （SOC） pools, nitrogen, salinity and the depth distribution. The objective of this study was to estimate land-use effects on the distribution of SOC, labile fractions C, nitrogen （N） and salinity in saline-alkaline wetlands in the middle reaches of the Heihe River Basin. Three land-use types were selected： intact saline-alkaline meadow wetland, artificial shrubbery （planting Tamarix） and farmland （cultivated for 18 years） of soils previously under meadow wetland. SOC, easily oxidized carbon, microbial biomass carbon, total N, NO3--N and salinity concentrations were measured. The results show that SOC and labile fraction carbon contents decreased significantly with increasing soil depth in the three land-use wetlands. The labile fraction carbon contents in the topsoil （0-20cm） in cultivated soils were significantly higher than that in intact meadow wetland and artificial shrubbery soil. The aboveground biomass and soil permeability were the primary influencing factors on the contents of SOC and the labile carbon in the intact meadow wetland and artificial shrubbery soil, however, the farming practice was a factor in cultivated soil. Agricultural measures can effectively reduce the salinity contents; however, it caused a significant increase of NO 3--N concentrations which posed a threat to groundwater quality in the study area.     

盐土和碱土土壤无机CO2通量的分离

干旱区盐碱土无机CO₂通量是一个崭新、独特的科学现象,打破了土壤CO₂通量完全来自于有机源的假设;然而,盐碱土无机CO₂通量在土壤CO₂通量和全球碳循环中的重要性还缺乏分离和量化的依据,因而存在很大的不确定性。通过采用高压灭菌的方法,将盐土和碱土的土壤无机CO₂通量从土壤CO₂通量中分离。结果表明：高压灭菌方法并不改变土壤的理化性质,并通过土壤有机CO₂通量与温度的关系验证了分离方法的有效性,从而为盐碱土无机CO₂通量的分离、量化和评估提供了一个可靠有效的方法。盐碱土的土壤无机CO₂通量是土壤CO₂通量的重要组分,土壤无机CO₂通量的分离对精确解析干旱区盐碱土生态系统的碳循环是必要的;对盐碱土土壤无机CO₂通量的研究,将促进对干旱区盐碱土土壤CO₂通量和全球碳循环的理解。     

草原土壤的碳氮含量及其与温室气体通量的相关性

通过采样分析研究内蒙古锡林流域温带草原土壤有机碳及全N的含量特征,探讨它们的含量与温室气体CO2、N2O、CH4通量的相关性。结果表明：沿470－150mm年降水梯度线，土壤表层（0－20cm）有机碳含量从2．38％递减到1．23％，全N含量从0．218％递减到0．136％，而且放牧和开垦都有使有机碳及全N含量降低的趋势；CO2通量与有机碳含量、全N含量、C／N及N2O通量显著相关，N2O通量与有机碳含量、C／N及CO2通量显著相关，且CO2和N2O的通量都有沿降水梯度递减的趋势；CH4通量与有机碳含量、全N含量、C／N、CO2通量及N2O通量都没有显著相关性。     

土壤有机碳储量、影响因素及其环境效应的研究进展

土壤有机碳储量、分布及其转化在陆地碳循环中起着重要的作用。本文对国内外土壤有机碳贮量研究的意义、主要方法和结论,以及影响有机碳贮量的因素,包括温度和降雨等自然因素、土地利用/覆盖变化等人为因素以及大气CO²浓度上升与土壤有机碳之间的反馈作用等方面的国内外研究进展进行了综述,介绍了土壤有机碳变化对土壤质量和环境质量的影响以及土壤碳截存对策的有关研究概况。