纳帕海湿地土壤有机碳和微生物量碳研究

以纳帕海湿地天然沼泽、沼泽化草甸和草甸为研究对象,研究土壤有机碳和土壤微生物量碳含量的时空分布及其变化。结果表明,天然沼泽、沼泽化草甸和草甸0~40 cm深土层的平均有机碳含量在(18.02±0.24)~(258.44±3.37)g/kg之间变动;三者10~40 cm深土壤的各土层平均有机碳含量随着土壤深度增加在不断减小,且差异显著(p0.05);其土壤表层(0~10 cm)的平均微生物量碳含量都较高,分别为(446.23±98.72)mg/kg(沼泽化草甸)、(204.23±44.90)mg/kg(天然沼泽)和(158.64±65.24)mg/kg(草甸);三者0~40 cm深土层的微生物量碳含量差异明显,沼泽化草甸的微生物量碳含量最高,为940.00 mg/kg,天然沼泽次之,为472.23 mg/kg,草甸最低,为359.78 mg/kg;在垂直分布上,三者的土壤微生物量碳含量表现出与土壤有机碳含量一致的规律;土壤有机碳含量和土壤微生物量碳含量都与土壤含水量显著相关,表明纳帕海湿地土壤有机碳含量和土壤微生物量碳含量主要受土壤水分的影响,而人为疏干排水是导致土壤水分下降的诱因。     

不同利用方式对纳帕海高原湿地土壤质量的影响

研究了纳帕海高原湿地不同利用方式对土壤质量的影响,结果表明,天然沼泽和浅水沼泽草甸,排水疏干后用于放牧的草甸、垦后湿地相比,土壤有机质分别减少了4.33%、7.32%和5.64%,全氮分别减少了0.1%、0.33%和0.16%,除垦后湿地速效钾和速效磷含量较高外,速效养分呈现和有机质、全氮一样的变化趋势,均随人为活动干扰加剧而不断下降,土壤酶活性中蛋白酶、脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性与土壤有机质等肥力因子存在显著相关性。垦后湿地土壤养分含量和酶活性较高,土壤质量改善,这与人为大量施用有机肥和周围山上水土流失带下土壤养分汇集有关,但其湿地环境已完全转化为旱生环境,湿地功能丧失。综合土壤性质10项指标计算的土壤退化指数表明,与天然沼泽比较,沼泽草甸和草甸湿地均出现退化现象,垦后湿地环境完全改变,应及时进行保护和恢复,退耕还湿。     

滇西北纳帕海湿地区域土壤速效氮组分的分异及指示意义

对纳帕海湿地区的弃耕地-中生草甸土(AFMMS)、中生草甸土(MMS)、湿草甸土(WMS)和沼泽土(MS)的0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm层位采样,分析各层土壤速效氮(RAN)、溶解有机氮(DbN)、铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(N0,-N)含量.发现:本区4类土壤中,沼泽土各层速效氮素组分含量都显著高于其他3类土壤对应层的含量.4类土壤上层均为RAN和DON的主要分布层,且两者在上层的分异都为AFMMSMMS>WMS>MS,而上中层DON/IN分异为AFMMS>WMS>MMS>MS.这一研究表明,水分和植被生态分异对该湿地区土壤速效氮素组分分异具有重要影响;测得的3类速效氮素组分占RAN的比例极低,土壤中大量的易分(水)解有机氮尚待加强研究;相较于较低比例的无机氮而言,土壤中可被有效利用和易随水分运移发生流失的DON具有更重要的氮素供应和环境指示意义,湿地旱化会增加土壤DON的相对比例从而可能加剧土壤DON的流失,应加强流域中上游湿地土壤的DON动态变化研究.     

洪河国家级自然保护区沼泽湿地生态储水量估算

利用2014年7月3日的Landsat 8 OLI影像,对洪河国家级自然保护区的土地覆被类型进行遥感分类;然后,选取实验区,利用实测的水位、地形高程和土壤含水量,计算出实验区中沼泽湿地(包括沼泽和湿草甸)的生态储水量;最后,在此基础上,推算出整个洪河国家级自然保护区中沼泽湿地的总生态储水量。研究结果表明,在植物生长初期(6月),洪河国家级自然保护区中沼泽湿地的生态储水量为0.905×108～1.377×108t;在植物生长中期(7月和8月),其为0.935×108～1.433×108t;在植物生长末期(9月和10月),其为1.067×108～1.991×108t。     

洪河国家级自然保护区沼泽湿地生态储水量估算北大核心CSCD

利用2014年7月3日的Landsat 8 OLI影像,对洪河国家级自然保护区的土地覆被类型进行遥感分类;然后,选取实验区,利用实测的水位、地形高程和土壤含水量,计算出实验区中沼泽湿地(包括沼泽和湿草甸)的生态储水量;最后,在此基础上,推算出整个洪河国家级自然保护区中沼泽湿地的总生态储水量。研究结果表明,在植物生长初期(6月),洪河国家级自然保护区中沼泽湿地的生态储水量为0.905×108～1.377×108t;在植物生长中期(7月和8月),其为0.935×108～1.433×108t;在植物生长末期(9月和10月),其为1.067×108～1.991×108t。     

闽江河口区盐—淡水梯度下芦苇沼泽土壤有机碳特征

为了阐明盐—淡水梯度下河口潮汐沼泽土壤有机碳特征,对闽江河口盐—淡水梯度下芦苇(Phragmites australis)沼泽土壤有机碳含量、储量及其影响因子进行了测定与分析。结果表明,随着芦苇沼泽由淡水向半咸水沼泽演替,沼泽土壤粘粒和粉粒组成都在增加,土壤pH、容重和砂粒组成则在减小;尤溪洲湿地、蝙蝠洲湿地和鳝鱼滩湿地上分布的芦苇沼泽0～60cm土壤的有机碳含量分别为11.56～14.72g/kg、14.01～19.72g/kg和20.93～22.89g/kg,其平均值分别为12.47g/kg、16.62g/kg和21.97g/kg;3个采样点的0～60cm深度各层土壤有机碳储量范围分别为1408.71～1670.31t/km2、1328.44～1659.80t/km2和1319.93～1677.96t/km2,其平均值分别为1534.13t/km2、1548.12t/km2和1569.22t/km2;3块湿地芦苇沼泽0～60cm土壤的总有机碳储量分别为9204.79t/km2、9288.71t/km2和9415.35t/km2。在盐—淡水梯度下,芦苇沼泽土壤有机碳含量和储量都表现为随着盐度的增加而升高;盐—淡水梯度下沼泽土壤有机碳含量受到多个因子的调控。     

基于光释光测年研究青海湖三种沼泽湿地的发育及沉积速率

近百年来由于受气候暖干化、青海湖湖体水位下降和周围草地退化及沙化趋势加剧等生态环境变化,加速了湿地环境变迁的生态过程。本研究在青海湖北岸地区选取三种典型沼泽湿地(藏嵩草kobresia ti-betica、华扁穗草Blysmus sinocompressus、盐地凤毛菊Saussurea salsa),建立地层的年代序列,计算得到每一测年段内的沉积速率,结合前人研究的历史气候变化,分析湿地形成的历史背景,初步揭示三种沼泽湿地的发育和沉积规律与全球变化的耦合性。结果表明光释光测得的三种沼泽湿地其发育时期各不相同,华扁穗草沼泽湿地发育于8.436±0.6 ka,藏嵩草沼泽湿地发育于2.058±0.11 ka,盐地凤毛菊沼泽湿地发育于1.143±0.20 ka;从整个剖面的平均沉积速率来看盐地凤毛菊湿地沉积最快(0.63 mm/a),藏嵩草湿地次之(0.39 mm/a),华扁穗湿地最慢(0.09 mm/a)。三种沼泽湿地主要在气候由暖干向湿润期转变时形成,自形成以来由于受到全球变化和人类因素的影响,沉积并非随时间呈线性关系发展。     

1954-2005年三江平原沼泽湿地农田化过程研究

作为中国重要的粮食生产基地和淡水沼泽湿地集中分布区, 三江平原对于保障国家粮食安全和区域生态安全具有举足轻重的地位.由于人类活动的剧烈影响, 1954～2005年期间, 三江平原大面积的沼泽湿地已被农田所替代, 并引发了一系列环境问题.国内以往的相关研究未能深入揭示区域尺度湿地农田化的过程与规律.基于遥感和地理信息系统技术,集成地形图与遥感影像(Landsat MSS,Landsat TM,CBERS)数据,分析了1954～2005年间三江平原湿地农田化过程及其主要驱动因素.研究结果表明:(1)从1954到2005年,三江平原沼泽湿地面积减少了77.03%;与湿地大面积减少相对应,耕地面积增加了2.5倍,2005年耕地面积占整个三江平原面积的55.14%,成为三江平原的主导景观.1954～1976年和1977～1986年为湿地农田化规模最大的2个阶段,沼泽湿地转化为耕地的面积分别为186.40×104 hm2 和120.29×104 hm2.至2005年,三江平原沼泽湿地农田化过程基本结束,大面积成片的湿地仅存在于几个较大的湿地自然保护区内.1954～2005年期间,三江平原沼泽湿地农田化的面积为258.48×104 hm2,为1954年沼泽湿地面积的73.3%.(2)三江平原发生湿地农田化过程的主要自然地理环境背景为:海拔为0～100 m,坡度为0°～1°,地貌类型为河漫滩、河流阶地、沼泽洼地、冲积洪积平原和低台地,土壤类型为草甸土、沼泽土和白浆土.(3)1954～2005年间,三江平原地区年平均气温显著升高,增温速率为 0.029 ℃/a.气候变暖为农业开垦提供了有利的前提条件.区域人口大量增加是湿地开垦为农田的最直接和最主要的驱动因素,1959～2005年间三江平原总人口增加了3.13倍,耕地面积与总人口及农业人口之间均存在显著线性相关关系.国家政策对于三江平原沼泽湿地农田化过程具有重要的影响作用.     

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)。     

江苏盐城湿地珍禽国家级自然保护区土壤盐度空间分异特征

通过对盐城湿地土壤盐度的监测,采用神经网络模型,在地理信息系统平台上,研究盐城湿地土壤盐度空间异质性及其变化。研究结果显示,2011年4月,在相对干的春季,盐城湿地土壤盐度为0.198%~2.389%;2012年4月,在相对湿的春季,土壤盐度为0.290%~1.620%,其存在中等程度的变异;在由陆向海方向,从芦苇(Phragmites australis)沼泽、盐地碱蓬(Suaeda salsa)沼泽到互花米草(Spartina alterniflora)沼泽,土壤盐度逐渐增大,光滩土壤盐度较小。土壤盐度空间异质性具有沿海岸方向延伸、沿海向陆方向更替的带状分布特征;在南北方向上,土壤盐度缓慢增大;土壤盐度为Ⅱ级(盐度0.315%~0.535%)和Ⅶ级(盐度1.262%)的分布面积较大,分别占总面积的24.990%和24.949%;芦苇沼泽土壤盐度阈值小于0.533%,盐地碱蓬沼泽土壤盐度阈值为0.533%~0.886%,互花米草沼泽土壤盐度阈值大于0.886%;光滩土壤盐度阈值小于0.886%。光滩—互花米草沼泽交错带土壤盐度变化年平均值为0.241%,盐地碱蓬—互花米草沼泽交错带土壤盐度变化年平均值为0.135%,盐地碱蓬—芦苇沼泽交错带土壤盐度变化年平均值为-0.038%。     

辽河口湿地土壤中汞、砷分布特征及风险评价

通过测定辽河口三道沟和笔架岭光滩、碱蓬(Suaeda salsa)沼泽和芦苇(Phragmites australis)沼泽土壤汞和砷含量,分析了辽河口不同类型湿地土壤汞和砷的垂直分布规律,并进行了风险评价。研究结果表明,2015年11月3日和2016年5月16日,三道沟湿地土壤汞和砷平均质量比分别为0.038 mg/kg和9.13 mg/kg;笔架岭湿地土壤汞和砷平均质量比分别为0.059 mg/kg和10.77 mg/kg。三道沟各类型土壤汞和砷含量明显低于笔架岭。笔架岭的芦苇沼泽和碱蓬沼泽土壤汞含量从表层向下逐渐增大,芦苇沼泽土壤砷含量从表层向下逐渐减小,而光滩和碱蓬沼泽0~10 cm深度土壤砷含量总体由表层向下逐渐减小。三道沟和笔架岭各类型湿地土壤汞和砷的I_(geo)指数都为负数,污染等级都是清洁;潜在生态风险指数结果表明,三道沟和笔架岭湿地土壤汞和砷的潜在生态风险较低。     

黑龙江三江自然保护区天然湿地土壤重金属含量及污染评价

通过调查采样,测定黑龙江三江自然保护区核心区的臌囊苔草沼泽、小叶章沼泽和实验区的芦苇沼泽土壤中Cu、Pb、Zn、Mn和Cr含量;利用Hankanson潜在生态危害指数法,对不同类型天然湿地土壤中重金属的生态危害进行评价。结果表明:3种类型天然湿地土壤中重金属含量随土壤深度呈波动变化,其中Cu、Pb、Zn和Cr含量的大体趋势是底层高于表层,Mn含量的大体趋势是表层高于底层。臌囊苔草沼泽土壤中Cu和Zn含量显著(P0.05)高于小叶章沼泽和芦苇沼泽;芦苇沼泽土壤中Pb和Cr含量显著高于臌囊苔草沼泽和小叶章沼泽(P0.05);3种类型天然湿地土壤中Mn含量差异不显著(P0.05)。核心区天然湿地土壤中重金属综合潜在生态风险危害等级为中度,实验区天然湿地土壤中重金属综合潜在生态风险危害等级为强烈,说明三江自然保护区天然湿地土壤存在重金属污染,污染的主要重金属元素为Pb。     

沼泽湿地垦殖对土壤碳动态的影响

在中国科学院三江平原湿地生态试验站选取相邻的、土壤类型相同的小叶章沼泽化草甸以及不同开垦殖年限的已垦湿地农田,综合运用多种微生物指标,全面地评价沼泽湿地垦殖后土壤有机碳的动态。结果表明,沼泽湿地垦殖初期(1~3年),土壤微生物量碳(MBC)、微生物商以及基础呼吸(BR)都迅速降低,而代谢商(qCO₂)、PR/BR和PR/MBC比值却不断升高。表明湿地垦殖后,有机碳的可利用性下降,微生物对碳源的利用效率降低,造成土壤有机碳的大量损失。各种微生物指标之间有密切的相关关系,综合这些微生物指标能够全面地、准确地评价沼泽湿地垦殖后土壤有机碳的动态。     

图们江下游湿地不同植物群落区表层土壤中菌类的磷脂脂肪酸组成和含量

为了研究不同植物群落区土壤中的微生物群落结构及其影响因素,在图们江下游珲春市的河流湿地、湖泊湿地和沼泽中的长芒稗(Echinochloa caudata)群落区、大叶章(Deyeuxia purpurea)群落区和皱果薹草(Carex dispalata)群落区,采集表层(0～10 cm深度)土壤样品,采用磷脂脂肪酸生物标记法,研究表层土壤中菌类的磷脂脂肪酸组成和含量,分析湿地类型、植物类型和土壤性质对表层土壤中微生物群落结构的影响。研究结果表明,在长芒稗群落区、大叶章群落区和皱果薹草群落区的表层土壤中,检测出17种磷脂脂肪酸,其分别表征细菌(革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和其他细菌)、真菌、丛枝菌根真菌和放线菌;河流湿地中的大叶章群落区表层土壤的全氮含量、有机质含量、速效氮含量、速效磷含量、含水量和pH都明显小于湖泊湿地中的大叶章群落区;河流湿地中的皱果薹草群落区表层土壤的全氮含量、有机质含量、速效氮含量和含水量都明显大于沼泽中的皱果薹草群落区;在河流湿地、湖泊湿地和沼泽中,各植物群落区表层土壤中15:0iso、16:1ω7c和10Me16:0的相对丰度都较大;湖泊湿地和河流湿地的大叶章...     

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。     

1978年以来5个时期南四湖区土地利用格局及土壤有机碳储量北大核心CSCD

以1978年、1987年、1998年、2008年和2018年南四湖区的遥感影像为数据源,采用监督分类方法,对遥感影像进行人机交互目视解译,得到5个时期南四湖区各种土地利用类型的分布和面积数据;在沼泽、水产养殖区、水稻田和旱地中各设置了8个采样点,采集表层(0~15 cm深度)土样,测定土样中的溶解性有机碳、轻组有机碳和重组有机碳的含量,计算出各种土地利用类型表层土壤有机碳密度和碳储量。研究结果表明,受水文变化和人类活动干扰的影响,随着时间的推移,5个时期南四湖区天然湿地(湖泊、河流、沼泽)面积在不断减少,人工湿地面积(水产养殖区、水稻田、人工水渠)在不断增加;随着土地利用方式的改变,南四湖区土壤碳储量也发生了明显变化,沼泽表层土壤的溶解性有机碳密度和轻组有机碳密度都相对最大,水稻田表层土壤的重组有机碳密度相对最大。虽然水产养殖区和水稻田面积的增加,使其表层土壤重组有机碳储量增加了921.58×10~3t,但是,天然湿地的丧失,使得2018年南四湖区表层土壤碳储量比1978年减少了136.34×10~3t。     

1978年以来5个时期南四湖区土地利用格局及土壤有机碳储量

以1978年、1987年、1998年、2008年和2018年南四湖区的遥感影像为数据源,采用监督分类方法,对遥感影像进行人机交互目视解译,得到5个时期南四湖区各种土地利用类型的分布和面积数据;在沼泽、水产养殖区、水稻田和旱地中各设置了8个采样点,采集表层(0～15 cm深度)土样,测定土样中的溶解性有机碳、轻组有机碳和重组有机碳的含量,计算出各种土地利用类型表层土壤有机碳密度和碳储量。研究结果表明,受水文变化和人类活动干扰的影响,随着时间的推移,5个时期南四湖区天然湿地(湖泊、河流、沼泽)面积在不断减少,人工湿地面积(水产养殖区、水稻田、人工水渠)在不断增加;随着土地利用方式的改变,南四湖区土壤碳储量也发生了明显变化,沼泽表层土壤的溶解性有机碳密度和轻组有机碳密度都相对最大,水稻田表层土壤的重组有机碳密度相对最大。虽然水产养殖区和水稻田面积的增加,使其表层土壤重组有机碳储量增加了921.58×10~3t,但是,天然湿地的丧失,使得2018年南四湖区表层土壤碳储量比1978年减少了136.34×10~3t。     

扎龙湿地芦苇沼泽对农田排水中氮、磷净化效果的模拟研究

农田排水已经成为扎龙湿地水环境污染的重要来源之一.采集扎龙湿地芦苇(Phragmites australis)沼泽区土壤和植物样品,开展为期18天的室内模拟试验,以进水中氨氮(NH4+-N)含量为基准,设计了6组实验,研究芦苇沼泽对不同氮、磷含量农田排水中主要污染物的去除效果,及进水在沼泽中的不同停留时间对湿地去污效果...     

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。     

纳帕海湿地不同退化状态下土壤有机碳素的分异特征

纳帕海湿地区4类土壤退化程度由高到低依次为:弃耕地—中生草甸土(AFMMS)、中生草甸土(MMS)、湿草甸土(WMS)和沼泽土(MS),对4类土壤0～10cm(上层)、10～20cm(中层)、20～30cm(下层)进行采样,分析土壤有机碳(SOC)、活性有机碳(LOC)和溶解有机碳(DOC)含量。结果表明:4类土壤间,除AFMMS中下层LOC含量略高于MMS对应层LOC含量外,其它各层SOC、LOC、DOC含量都为AFMMS相似文献