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。     

神农架大九湖湿地植物群落调查与生态保护研究

大九湖湿地是华中地区少有的亚热带高山湿地,近代以来,由于人类活动干扰的增强,该湿地被严重破坏。2012年7月,详细调查了"大九湖湿地保护与恢复及公园建设工程"实施后植物组成及群落特点,通过对47个样方的调查,在研究区内记录高等维管植物46科83属98种,分析了植物群落优势物种组成及其生境特点。结果表明,目前大九湖湿地的优势物种为阿齐薹草(Carex argyi)、地榆(Sanguisorba officinalis)、灯心草(Juncus effuses)、紫羊茅(Festuca rubra)和泥炭藓(Sphagnum palustre)等,优势种部分为组成草甸的主要物种;与2000年相比,该湿地植物物种数增加了74种,主要为禾本科、蔷薇科、菊科、蓼科、豆科植物等;依据植物群落样方调查的物种组成和生境土壤特征,将研究区植被划分为6种类型:湿生泥炭沼泽、湿生草本沼泽、退化半湿生沼泽、湿生-中生草甸、中生-旱生草甸、旱生草甸;退耕还草、还泽政策产生了很大效果,研究区生态破坏基本得到控制,但同时人工湖泊和中生-旱生草甸面积的增加对该湿地的自然生态恢复不利。     

燕子花形态、生理和繁殖对水位变化的响应

认知湿地植物对水位的响应机制对于保护湿地植物和湿地修复具有重要的意义。以吉林龙湾国家级自然保护区金川泥炭沼泽中一种常见的植物——燕子花(Iris laevigata)为研究对象,通过模拟控制实验,在15 cm、8 cm、0 cm、-8 cm和-15 cm水位下,研究了其形态、生理和繁殖对水位变化的响应规律。研究结果表明,在0 cm(地表)、8 cm、15 cm、-8 cm和-15 cm水位下,燕子花的株高和地上生物量依次降低,0 cm水位下株高最高和地上生物量最大,且都显著大于其它水位下的株高和地上生物量;8 cm水位下的叶片数量最多,显著大于其它水位下的叶片数量;在0 cm水位下,叶片的净光合作用速率和叶绿素含量最大、丙二醛含量最小,而在-15 cm水位下则反之;燕子花的根系活力随着水位降低而减弱。在-8 cm和-15 cm水位下,燕子花不开花;在0 cm(地表)、8 cm和15 cm水位下,燕子花的开花日期和花部综合特征存在差异,但是,燕子花的开花持续时间、花粉数、胚珠数、花粉活力和柱头可授性都无显著差异。较适宜燕子花生长和繁殖的水位范围为0~8 cm,水位变化会对金川泥炭沼泽中的燕子花种群产生一定影响。因此,在湿地管理中,应该适当控制水位,以利于燕子花种群的稳定生长。     

水位和草丘微地貌对巴音布鲁克高寒沼泽植物群落物种多样性的影响

高寒沼泽是气候变化和人类活动的敏感区和预警区,了解高寒沼泽植物群落物种多样性与环境因子的关系,对于揭示其物种多样性的维持机制以及高寒沼泽的保护和管理具有重要意义。以巴音布鲁克高寒沼泽为研究对象,采用野外样线与样方调查相结合的方法,研究水位和草丘微地貌对巴音布鲁克沼泽植物群落物种多样性的影响。研究结果表明,出现在样地内的湿地植物共39种,隶属于19科22属;地表水水位直接影响沼泽植物群落的物种组成和多样性。随着地表积水的增加,沼泽植物物种丰富度明显降低,二者显著负相关(n=11,R2=0.77,p0.001);随着水位的变化,常年积水区、季节性积水区、无积水区的植物物种丰富度依次增加。水位与草丘盖度显著负相关(n=11,R2=0.63,p0.001),随着水位的升高,草丘盖度逐渐减小;草丘物种丰富度显著高于丘间(p0.001),与丘间相比,草丘增加了45%的物种数,物种丰富度与草丘盖度显著正相关(n=11,R2=0.79,p0.001),草丘盖度越高,沼泽物种越丰富。草丘微地貌主要通过增加表面积和生境异质性来促进沼泽的植物物种多样性。     

刈割治理互花米草对河口沼泽CO2和CH4排放通量的短期效应

河口沼泽因地理位置的特殊性,极易遭受外来生物的入侵.刈割是治理河口沼泽外来入侵种互花米草(Spartina alterniflora)常用的物理方法之一.在涨潮前和落潮后两个时段,采用静态箱一气相色谱法,连续7d采集气样,研究了刈割治理对闽江河口鳝鱼滩互花米草沼泽生态系统CO2和CH4排放通量的短期影响.结果表明,经刈割治理的互花米草沼泽样地CO2和CH4排放通量都显著低于对照样地(p＜0.05);其中,CO2排放通量减小的幅度大于CH4排放通量;涨潮前,刈割样地CO2排放通量在第6天开始恢复上升,CH4排放通量的增加早于CO2.落潮后,刈割样地CO2排放通量与5 cm土温显著负相关(n=21,r=-0.704,p＜0.01);对照样地CH4排放通量与表层土壤盐度显著负相关(n=21,r=-0.611,p＜0.01).     

湿地植被生物量测算方法研究进展

湿地植被生物量是衡量湿地生态系统健康状况的重要指标。传统的生物量测算方法主要是通过样方调查,采取收割法等方法;遥感估算法是借助遥感影像某些波段对湿地植被的灵敏反应,再配合典型的样地调查和GPS定位进行。在这两类方法的基础上,均可依据长时间序列的基础资料(实测资料、影像资料等),建立生物量的计算公式,以便进行类比或预测。笔者在查阅国内外相关文献的基础上,论述了湿地生物量测算方法的研究进展。将传统典型样方调查及实验室分析与遥感估算技术(分光学遥感和雷达遥感)不断融合,不仅可以及时掌控湿地生态系统的动态变化,而且为湿地生态系统生态资产的定量测算提供重要参数,并为湿地生态系统的恢复、重建以及管理提供科学依据。     

三江源区7种类型湿地的植物特征与湿地分类关键因子研究

对三江源区高山湿地、山前湿地、河漫滩、河谷、河流、湖泊和阶地湿地的植物特征进行了研究;根据湿地的面积,在各类型湿地中,选取出具有典型性和代表性的26块采样地,在每块采样地中,随机设置3个1 m×1 m的样方。研究结果表明,在调查样方中,共出现了22科46属83种植物;在4个植物特征指标、24个植物重要值指标、2个地形指标、3个水分指标、12个土壤营养成分指标和3个pH指标共48个指标中,剔除了共线性指标,根据各指标的显著性,筛选出对湿地分类有显著影响的9个指标;验证了三江源区湿地可以被划分为7种湿地类型的定性分类结果;确定了藏嵩草重要值、Shannon-Wiener多样性指数、0~10 cm深度土壤全氮含量和20~30 cm深度土壤pH是影响三江源区高寒湿地分类的关键因子。     

安徽秋浦河源湿地植物物种多样性研究

应用双向指示种分类和主成分分析方法,对秋浦河源湿地植物多样性进行研究,对6块样地的34个样方进行分类排序。结果表明,在秋浦河源湿地34个样方中,共记录38个植物物种;秋浦河源湿地样地植物群落可以划分为水域植物群落、沼生植物群落和洲滩植物群落;34个样方排序,可以划分出11种植物群丛类型。     

长期垦殖与退化对七里海芦苇沼泽土壤盐分的影响

以天津滨海典型盐渍化湿地——七里海湿地为研究区,采用土钻剖面取样法,采集深度分别为0~5 cm、5~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~50 cm、50~70 cm和70~100 cm的7层土壤的样品,共采集63个土壤样品,研究长期垦殖(约60 a)和湿地退化(约50 a)对芦苇(Phragmites australis)沼泽土壤盐分的影响。结果表明,垦殖与退化显著降低了沼泽土壤盐渍化程度;农田土壤的含盐量最小,其次为退化沼泽、天然沼泽。沼泽垦殖与退化不同程度影响了土壤阴、阳离子的组成。垦殖主要影响了0~20 cm土层阳离子的组成,显著改变了10~100 cm土层阴离子的组成;沼泽退化显著增加了5~10 cm土层Mg2++K+的比例和10~50 cm土层CO32-+HCO3-的比例,显著降低了0~30 cm土层Cl-和10~100 cm土层SO42-的比例。垦殖和退化削弱了土壤阴、阳离子间的相关性,其中Mg2+、Ca2+和K+在垦殖与退化过程中有着相似或相近的运移特征。沼泽垦殖显著降低了0~20 cm深度土壤钠吸附比和碱化度,沼泽退化显著降低了0~10 cm深度土壤钠吸附比和碱化度,表明沼泽垦殖与退化都降低了土壤钠的危害,然而二者对土壤残余碳酸钠影响较小。     

川西高山-亚高山草地群落特征及稳定性对增温的响应

川西高山-亚高山区域作为中国长江、黄河上游的重要生态屏障，拥有丰富的生物多样性。川西高山-亚高山草地生态系统对增温变化敏感，但对其草地生态系统群落及其稳定性对增温的响应研究仍存在不足。由于指标选取单一、研究尺度小等研究方法问题，已有研究结论的代表性不足。为了深入了解这一生态系统在不同海拔高度上对气候变暖的响应特征，本研究在贡嘎山东北坡雅家埂峡谷地带，沿海拔3000～4130 m设置4个高山-亚高山草地样地，采用两种常用的模拟增温模式(OTC增温和带草皮下移增温)模拟环境温度升高，研究2012—2017年期间，不同海拔梯度上草地物种丰富度、群落高度和盖度、地上净初级生产力对增温的响应特征，以及这些特征变化与群落生物量时间稳定性的关系。结果表明：(1)OTC增温仅在高海拔寒冷样地降低了物种丰富度，不影响中低海拔样地的物种丰富度；下移增温增加了高海拔寒冷样地的物种丰富度，却降低了低海拔温暖样地的物种丰富度；(2)OTC增温仅增加了高海拔寒冷样地的群落高度，下移增温显著增加了所有海拔梯度上的植被高度；(3)在两个中间海拔梯度样地，两种增温模式都降低了杂草类植物盖度，却增加了莎草与禾草的盖度；(...     

美国佛罗里达大沼泽生态系统的研究与管理

<正>佛罗里达大沼泽(Everglades)是美国最有名的湿地,也是世界上最独特的湿地生态系统。大沼泽位于美国佛罗里达半岛南端,属热带和亚热带气候,月均温17～28℃,年平均降雨量1000～1650cm,6～11月是飓风的活跃期,也是强降雨期。这里所说的佛罗里达大沼泽生态系统是指佛罗里达大沼泽国家公园     

闽江河口芦苇和短叶茳芏沼泽土壤磷分级特征比较

磷是湿地生态系统必需的和重要的限制性养分元素,对比不同湿地植物土壤磷元素分级特征,对进一步认识湿地磷循环具有重要意义。在闽江河口鳝鱼滩湿地,选取芦苇(Phragmites australis)和短叶茳芏(Cyperus malaccensis)沼泽土壤作为研究对象,测定其全磷、有机磷和无机磷含量,并根据Chang S和Jackson M L的无机磷分级方法,将无机磷分为铁吸附态磷、铝吸附态磷、钙吸附态磷和闭蓄态磷,对比分析两种植物沼泽土壤磷元素特征。结果表明,无机磷是两种植物沼泽土壤磷的主要形态,其含量分别占芦苇和短叶茳芏沼泽土壤全磷含量的68.79%和59.29%。两种植物沼泽0~10 cm深度土层全磷含量差异不显著,10~50 cm深度土层的全磷含量则表现为芦苇沼泽显著高于短叶茳芏沼泽(p0.05)。芦苇沼泽10~50 cm深度土壤无机磷含量显著高于短叶茳芏沼泽,这是造成两种植物沼泽土壤全磷含量差异的主要原因。无机磷分级进一步表明,芦苇沼泽土壤无机磷含量较高,由各形态无机磷(尤其是铁吸附态磷和闭蓄态磷)含量共同贡献。此外,不同形态磷含量与土壤p H、电导率、容重以及全氮和全碳含量显著相关(p0.05)。     

盐水入侵及有机碳输入对河口淡水沼泽CH_4、N_2O通量影响的短时效应

为了探究盐水入侵及外源有机碳输入对河口潮汐淡水沼泽湿地生态系统甲烷(CH_4)和氧化亚氮(N_2O)通量的影响,运用中型实验生态系模拟法,通过添加人造海水和醋酸盐,结合气相色谱测定,对闽江河口短叶茳芏(Cyperus malaccensis)潮汐淡水沼泽湿地生态系统CH_4和N_2O通量进行测定与分析。结果表明:1)盐分输入在短时内(24 h)显著抑制湿地CH_4排放通量(P0.05),有机碳输入显著促进CH_4排放通量(P0.05),盐水入侵耦合有机碳输入对CH_4排放无显著影响。2)盐分输入、有机碳输入及两者的耦合作用在短时内(24h)对湿地N_2O通量无显著影响。3)4种处理形式综合作用下,湿地CH_4排放通量与土壤电导率显著负相关(P0.05),N_2O通量与土壤pH表现为显著正相关(P0.05),与土壤Eh显著负相关(P0.05)。4)短时内各添加处理对CH_4和N_2O综合增温潜势无显著影响。     

安徽淠河湿地植物物种多样性

2016年2～12月,对淠河湿地进行了实地调查,通过采集标本、拍照和查阅相关文献,采用双向指示种分类和主成分分析方法,对淠河10个样地的70个样方进行分类排序。结果表明,在70个样方中,共记录67种植物物种。淠河湿地植被丰富,其植物群落可以划分为水域植物群落、沼生植物群落和洲滩植物群落;对70个样方排序,可以划分出15种植物群丛类型;淠河湿地的珍稀濒危植物有野大豆(Glycine soja)、野菱(Trapa incisa)、金荞麦(Fagopyri cymosi)、香樟(Cinnamomum camphora)、鹅掌楸(Liriodendron chinensis)、莲(Nelumbo nucifera)、水杉(Metasequoia glyptostroboides)、银杏(Ginkgo biloba),其中后5种为栽培种;淠河湿地外来入侵植物有11科18种,其中,13种来源于美洲,占72.2%,9种来源于北美洲。     

不同水分条件下藏北盐化沼泽湿地土壤碳氮的分布

目前,对于高寒湿地土壤碳氮的研究多集中于泥炭沼泽,盐化沼泽土壤的研究相对较少。为了全面认识湿地土壤碳氮的特征以及对未来气候变化的响应,以藏北高原腹地格仁错湖沼湿地为研究区,分析高寒盐化沼泽常年积水、季节性积水和无积水三种水分条件下土壤剖面(0~50 cm)内有机碳和全氮的垂直分布特征。研究结果表明:随水位梯度的升高,各土层碳氮含量逐渐减少。在无积水区和季节性积水区,有机碳(SOC)和全氮(TN)的分布均表现为表层(0~10 cm)含量最高,沿土壤剖面呈下降趋势;常年积水区各土层间的SOC和TN含量差异很小。其中,无积水区、季节性积水区和常年积水区0~50 cm土层的SOC储量分别为7.60 kg/m2,4.11 kg/m2和2.35 kg/m2,TN储量分别为0.56 kg/m2,0.28 kg/m2和0.19 kg/m2。相对于高寒草甸沼泽土和泥炭沼泽土壤来说,高寒盐化沼泽土是碳氮累积较少的土壤类型,高水位、高盐度和低气温成为盐化沼泽土壤碳氮累积的主要限制条件。     

美国南佛罗里达大沼泽湿地恢复规划、实施及启示

从20世纪80年代开始,美国联邦政府与佛罗里达州政府共同制订和实施了一系列大沼泽湿地恢复计划和措施,特别是在2000年通过的《大沼泽湿地恢复综合规划》。该规划的目的是为了解决南佛罗里达大沼泽湿地的洪涝灾害、供水不足、水污染和生物多样性下降等问题。通过水利工程措施和生物措施相结合,保护、恢复与治理大沼泽湿地生态系统。在规划制订和实施过程中,应用科学战略、生态系统跟踪监测和综合评估提供了技术支撑。目前,该规划已取得了良好的社会经济效益和生态效益。从大沼泽湿地恢复的背景、工程实施过程和措施、科技支撑等方面,系统分析了大沼泽湿地恢复综合规划要点实施情况及效果,总结了该项目的主要经验及其对我国区域湿地保护与恢复的启示。     

沼泽湿地环境演变研究回顾与展望——纪念中国科学东北地理与农业生态研究所建所50周年

沼泽湿地是地球表层功能独特的生态系统,在其形成发育、时空演化及分异等方面与其它生态系统存在明显差异。中国科学院东北地理所(原长春地理所)在沼泽湿地形成发育、时空演化研究方面有丰富的学科积累。1958年,中国科学院确定沼泽为该所的主攻方向,成为中国最早的专门性沼泽研究机构之一,至今已满50周年。50年来,几代科研人员为沼泽湿地环境演变研究工作贡献了他们的青春年华,取得了丰硕的研究成果。     

三江平原洪河农场天然沼泽、退耕还湿地和农田表层土壤中55种元素的含量

在三江平原洪河农场中的中国科学院三江平原沼泽湿地生态试验站的实验场内,选择天然沼泽、退耕还湿地和由湿地开垦的农田为采样地,于2016年8月15～16日,采集表层(0～10 cm深度)土壤样品,测定土壤样品中55种元素的含量,并分析其与土壤理化指标的关系。研究结果表明,天然沼泽表层土壤中的V、Li、B、Mg、Al、Zn、In、N、Ti和Fe含量相对最大,其在退耕还湿地表层土壤中的含量次之,其在农田表层土壤中的含量相对最小;退耕还湿地表层土壤中的Cu、Sn、Sc、Rb、Y、Cs、Nb、Se、Tl、Zr、Ho、Tm和K元素含量相对最大,Ni、Mn、Sb、P元素含量相对最小;冗余分析结果显示,表层土壤电导率是影响表层土壤中55种元素含量的主要因子。     

黑龙江哈尔滨白渔泡国家湿地公园沼泽、林地和农田土壤物理、化学和生物性质差异

为了揭示黑龙江哈尔滨白渔泡国家湿地公园沼泽、林地和农田土壤物理、化学和生物性质的差异,于2018年7月25日~8月2日,在湿地公园内,在天然芦苇(Phragmites australis)沼泽、林地、旱田和水田中设置采样地,采集不同深度(0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm)的土壤样品,测定土壤样品的物理、化学和生物指标。研究结果表明,白渔泡国家湿地公园不同采样地土壤指标存在差异;与天然芦苇沼泽土壤相比,其它采样地土壤的含水量明显偏低,土壤全氮、全磷、碱解氮和有机质含量都明显偏小,水田土壤速效磷含量偏大;天然芦苇沼泽土壤脲酶、硝酸还原酶、纤维素酶、蛋白酶和β-葡萄糖苷酶活性都高于林地和农田土壤,水田0~10 cm和10~20 cm深度土壤的硝酸还原酶活性显著高于旱田和林地;与天然芦苇沼泽土壤相比,旱田土壤小于0.25 mm的小团聚体含量偏大,而其它采样地土壤的各粒级团聚体的比例变化较小,水田土壤团聚体平均重量直径比天然芦苇沼泽和旱田土壤低。     

景宁望东垟高山湿地自然保护区沼泽土壤有机碳含量分布特征

为了研究山地沼泽土壤有机碳的分布特征,在浙江省南部景宁望东垟高山湿地自然保护区内的森林沼泽、草本沼泽和针阔混交林地中,设置采样地,于2018年9月6～8日,分别采集0～10 cm、10～30 cm、30～60 cm和60～100 cm深度的土壤样品,测定土壤有机碳含量及其活性组分含量,并分析其与其它土壤理化指标的关系。研究结果表明,随着土壤深度的增加,森林沼泽、草本沼泽和针阔混交林地土壤有机碳含量总体上逐渐减小,10～30 cm深度土壤轻组有机碳和颗粒有机碳含量显著低于0～10 cm深度土壤,各深度土壤可溶性有机碳含量差异不大;在0～10 cm、10～30 cm和30～60 cm深度土层,森林沼泽土壤中的可溶性有机碳含量占有机碳含量的比例显著高于草本沼泽,草本沼泽土壤中的颗粒有机碳含量占有机碳含量的比例显著高于森林沼泽和针阔混交林地,草本沼泽土壤有机碳库较稳定;森林沼泽和针阔混交林地土壤有机碳含量与土壤中的全氮和全磷含量显著相关,森林沼泽、草本沼泽和针阔混交林地土壤中的有机碳各活性组分含量与土壤有机碳含量显著相关。