白江河天然和排水泥炭沼泽土壤活性有机碳组分含量及其影响因素研究

以长白山区白江河泥炭沼泽为研究对象,2018年9月,分别在排水泥炭沼泽区和天然泥炭沼泽区布设采样点,采集0～135 cm深度的土壤样品,测定土壤样品的有机碳、易氧化有机碳、微生物量碳、可溶性有机碳含量和其它理化指标以及土壤酶活性,研究排水泥炭沼泽与天然泥炭沼泽土壤活性有机碳组分含量的差异及其影响因素.研究结果表明,天然...     

泥炭沼泽脂类化合物有机地球化学研究进展

近50年来，国内外泥炭沼泽有机地球化学研究取得了一系列重要进展，特别是在脂类化合物及其稳定同位素等方面。现代沼泽植物和泥炭的脂类化合物及其稳定同位素提供了丰富的有关有机质母源及成岩过程的信息，同时这些信息可以用来进行古植被、古气候和古环境的重建，潜在信息特征的多样性使他们成为多年来古环境研究领域的焦点。通过评述泥炭沼泽脂类分子标志物有机地球化学研究技术的发展，特别是研究技术的革新、研究方法的改进、时间分辨率的提高，同时分析了这些分子标志物与植被演替、气候变迁和环境变化之间的关系，并且对脂类化合物有机地球化学研究现在存在问题及未来发展趋势做了简要概括。     

世界泥炭地有机碳储量和有机碳密度

泥炭地是全球重要的有机碳库,在全球碳循环和气候变化中起着重要作用。在已有的对全球和各大洲泥炭地面积和泥炭储量估算结果的基础上,结合有机碳含量的数据,估算世界、各大洲和主要国家的泥炭地有机碳储量,得到如下结果:世界泥炭地有机碳储量为2 381.34×108t。各大洲泥炭地有机碳储量分布不均,北美洲最为丰富,储量为1 098.64×108t,占总储量的46.14%;其次是欧洲和亚洲,分别占总储量的27.41%和22.89%。由于各国对泥炭地的界定不一致,缺乏泥炭层厚度、泥炭容重等重要指标的基础数据,或者由于这些指标统计核算的口径不同,导致很难对泥炭地有机碳储量进行准确估算。最后分析了影响泥炭地有机碳储量动态变化的主要影响因素,以期为泥炭资源可持续利用和保护泥炭地碳储存功能提供科学依据。     

若尔盖泥炭沼泽土壤中可溶性有机碳含量对降水变化的响应

为了研究湿地土壤可溶性有机碳含量对降水变化的响应,于2016年7~9月,以若尔盖高寒湿地为研究区,开展了野外原位控制实验。设置了100%实际降水量、70%降水量和高、中和低3种降水频率共6种模拟情景,测定了各情景下不同深度土壤中的可溶性有机碳含量,分析了土壤中可溶性有机碳含量及其稳定性对降水变化的响应。研究结果表明,降水量和降水频率对土壤含水量有显著影响(n=648,p0.001)。0~15 cm、15~30 cm和30~50 cm深度土壤可溶性有机碳质量比分别为(477.46±18.65)μg/g、(442.39±13.93)μg/g和(341.92±20.91)μg/g。随着土壤深度增加,土壤可溶性有机碳含量减少。在100%降水量条件下,在低、中和高降水频率时,土壤可溶性有机碳质量比分别为(499±26.76)μg/g、(354.39±38.68)μg/g和(419.08±35.99)μg/g;在70%降水量条件下,在低、中和高降水频率时,土壤可溶性有机碳质量比分别为(479.14±14.93)μg/g、(397.81±23.04)μg/g和(373.98±10.81)μg/g。随着降水频率降低和降水量减少,土壤可溶性有机碳含量减少。在30~50 cm深度,在70%降水量和高降水频率下,土壤可溶性有机碳的稳定性最差(RS=0.32)。     

中国泥炭地有机碳储量分区

在全国泥炭资源调查的基础上(1983～1985年),结合中国科学院东北地理与农业生态研究所与有关单位多年来在全国各地泥炭调查的成果,根据泥炭的蕴藏形式、泥炭地有机碳的丰富度、泥炭地有机碳集中分布区的地貌单元和区域位置,将泥炭地有机碳按照埋藏类型和储量划分成3类(埋藏类、裸露类和裸露与埋藏兼有类)、5型(极丰富型、丰富型、较丰富型、贫乏型和极贫乏型)和31个分布区。中国泥炭地的蕴藏类型主要为裸露类,主要分布在青藏高原东部的若尔盖高原以及东北地区的山地丘陵,包括5型12个分布区;其次是埋藏类,主要分布在长江中下游平原以及沿海平原,包括4型14个分布区;裸露与埋藏兼有类泥炭地主要分布在云贵高原、晋北张北地区,仅包括4型5个分布区。     

中国泥炭沼泽碳库调查和监测技术体系构建

因为泥炭沼泽单位面积的碳储量高,所以其对减缓气候变化具有重要意义。在中国,开展全国性的泥炭沼泽调查起步较晚,构建泥炭沼泽碳库调查技术体系十分紧迫和必要。根据《联合国气候变化框架公约》对"不小于1 hm~2湿地的排水和复湿"操作系统的相关规定,从调查技术路线、调查斑块区划、泥炭沼泽边界范围的界定、调查内容指标、植物样方和土壤采样点设置、生物量调查、土壤调查、样品处理等方面,构建泥炭沼泽碳库调查和监测技术体系,对未来规范泥炭沼泽碳库调查与监测具有指导意义。     

芬兰泥炭、沼泽考察

1980年6月29日至7月29日,我们作为中国科学院泥炭资源考察组访问芬兰,受到了芬兰国家地质研究所和有关研究机构、大学、工厂、农场的热情接待。芬兰位于欧洲北部,大部分地区属于寒温带针叶林气候。晚更新世末冰川退却时残留下来的冰碛湖和洼地以及冷湿的气候,为沼泽形成提供了良好的条件。全国泥炭沼泽面积达974.2万公顷,约占全国总面积的32%。泥炭储量约1000亿立方米,是世界上     

湖北省恩施市太山庙泥炭藓泥炭沼泽分布及其环境特征研究

泥炭藓泥炭沼泽多分布于冷湿的寒温带地区;亚热带亚高山地区降水充足,气温相对较低,部分山间洼地也发育有泥炭藓泥炭沼泽,分布在亚热带的泥炭藓泥炭沼泽更为珍稀。2018年4月至2019年5月,对湖北省恩施市太山庙林场泥炭藓泥炭沼泽进行了野外调查,调查结果显示,该区域有22处泥炭藓泥炭沼泽,其泥炭层厚50～110 cm,呈斑块状分布在地势低洼处,总面积为39.59 hm2;在泥炭藓泥炭沼泽中,全年水位在-17.65～-0.34 cm之间波动;在泥炭藓泥炭沼泽中,0～50 cm深度土壤的pH为3.92～4.30,土壤的酸性较强。随着土壤深度的增加,土壤pH和容重增大,土壤含水量、有机碳含量、可溶性有机碳含量、全氮含量和碱解氮含量在减小;0～50 cm深度土壤的有机碳质量比为246.51～283.30 g/kg,可溶性有机碳质量浓度为33.97～77.64 mg/L,全氮质量比为8.19～12.71 g/kg,碱解氮质量比为436.22～741.35 mg/kg;在泥炭藓泥炭沼泽中,共有植物33科42属52种;优势植物主要为杜鹃花科、蔷薇科、禾本科、莎草科的植物;灌木层、草本植物层和苔藓层的植物盖度分别为(75±16)%、(46±18)%和(92±8)%;植物地上总生物量为1.83 kg/m2,灌木层、草本植物层和苔藓层的植物地上生物量分别为(0.42±0.13) kg/m2、(0.032±0.015) kg/m2和(1.38±0.42) kg/m2。     

小兴安岭沼泽土壤溶解性有机碳含量变化特征

为了了解小兴安岭沼泽土壤溶解性有机碳含量的季节变化规律,在天然沼泽——臌囊薹草(Carex lehmanii)沼泽、毛赤杨(Alnus sibirica)沼泽、落叶松(Larix gmelinii)—臌囊薹草沼泽和排水的沼泽——落叶松沼泽中,研究表层土壤(0~40 cm深度)中的溶解性有机碳含量及其它养分含量。结果表明,在整个生长季节内,沼泽土壤溶解性有机碳含量有明显季节变化,土壤溶解性有机碳含量在7月达到最大,随着土层的加深,其变化幅度减小;臌囊薹草沼泽表层土壤(0~10 cm深度)的溶解性有机碳含量变化幅度最大,为224.17~1 496.43 mg/kg。沼泽土壤溶解性有机碳含量有明显的垂直变化,天然沼泽土壤5~9月各采样日平均的溶解性有机碳含量为348.90~633.98 mg/kg,表现为由土壤表层向下逐渐降低;排水的落叶松沼泽为203.58~264.58 mg/kg,表现为底层土壤(20~40 cm深度)最高,中层土壤(10~20 cm深度)最低。总体上,经人工排水的落叶松沼泽土壤溶解性有机碳含量显著低于天然沼泽。     

长白山不同海拔泥炭地泥炭藓残体的分解

在当前气候变化的背景下,沿海拔梯度,选择长白山4处泥炭地为研究地,以喙叶泥炭藓和大泥炭藓为分解材料,于丘上和丘间两种生境进行分解实验,研究物种、生境以及海拔下降导致的增温对泥炭藓残体分解速率的影响。结果表明,增温以及生境和物种差异均影响泥炭藓残体的分解,即增温促进泥炭藓分解,丘间生境更利于泥炭藓残体分解,喙叶泥炭藓分解率高于大泥炭藓。比较而言,物种即分解材料的内在质地是影响植物残体分解的主要因素,即高氮含量和低C/N比的喙叶泥炭藓更易分解。增温与物种及增温与生境间均存在交互作用,可以改变生境和物种差异对泥炭藓残体分解的影响,可能会对泥炭地碳汇功能产生深远影响。     

长白山区金川泥炭沼泽土壤酶活性特征

土壤酶是泥炭地生态系统碳循环过程的重要参与者,影响着泥炭沼泽土壤有机碳库的变化及其在全球碳循环中的作用。以长白山区金川泥炭沼泽为研究对象,于2017年8月17日,分别采集臌囊薹草(Carex schmidtii)草丘、丘间和油桦(Betula fruticosa)群落下0～50 cm深度土壤,测定其3种水解酶(β-1,4-葡萄糖苷酶、β-1,4-N-乙酰葡糖胺糖苷酶、酸性磷酸酶)和1种氧化酶(过氧化物酶)的活性,并分析其影响因素。研究结果表明,在0～10cm深度,油桦群落下土壤中β-1,4-葡萄糖苷酶活性平均值为(2 116.78±65.41) nmol/(g·h),显著高于臌囊薹草草丘和丘间土壤(n=3,p0.05);土壤酸性磷酸酶和过氧化物酶活性平均值分别为(4 786.57±738.84) nmol/(g·h)和(8.98±0.377) nmol/(g·h),显著高于臌囊薹草丘间土壤(n=3,p0.05),与草丘土壤无显著差异(n=3,p0.05);油桦群落下的土壤中β-1,4-N-乙酰葡糖胺糖苷酶活性平均值为(615.67±43.49) nmol/(g·h),显著低于臌囊薹草草丘土壤(n=3,p0.05)。在臌囊薹草草丘土壤中,β-1,4-葡萄糖苷酶、β-1,4-N-乙酰葡糖胺糖苷酶、酸性磷酸酶和过氧化物酶活性都显著高于丘间土壤(n=3,p0.05)。在0～50 cm深度土壤中,随着土壤深度的增加,土壤β-1,4-葡萄糖苷酶、β-1,4-N-乙酰葡糖胺糖苷酶活性在臌囊薹草草丘和丘间呈单峰型变化,而在油桦群落下的土壤中基本保持不变。土壤酸性磷酸酶活性在臌囊薹草草丘和丘间10～20 cm深度土壤中达到最大,而在油桦群落下的0～10 cm深度土壤中最大。在臌囊薹草群落草丘和油桦群落下的土壤中,随着土壤深度的增加,土壤过氧化物酶活性波动变化,而在臌囊薹草丘间土壤中,过氧化物酶活性逐渐增大。土壤含水量和全氮含量是影响泥炭沼泽土壤酶活性空间异质性的主要因子。     

国外大气沉降泥炭沼泽档案研究进展

雨养泥炭沼泽养分补给主要源于大气降水。因为沼泽表面水的流动是缓慢并且有限的,所以沉降至其中的物质依然基本保留在原处。因此,大气颗粒物污染历史在泥炭累积时被保存。在最近20a期间,雨养泥炭沼泽被证明是痕量元素大气沉降富有意义的档案。尤其Pb被广泛深入地研究,并且Pb在泥炭芯中的非迁移性被很好地展示,其它元素也被指明保存在泥炭芯中。国外的泥炭沼泽沉积记录研究在某些方面非常深入细致,前期工作成为后续工作的铺垫,长年的积累形成一定的系统性。利用泥炭沼泽档案,人们对历史时期的环境研究取得了一定成果,尤其在大气金属沉降的泥炭沼泽档案与泥炭地古气候反演方面;但稍显不足的是比较重视对“记录”的研究,而对“机制”的研究深度不够。     

世界最大的泥炭地——俄罗斯瓦休甘泥炭沼泽

从全球泥炭地分布来看．大部分泥炭地集中在北半球亚寒带和寒温带地区,与最后一次大陆冰川后退残留的丘岗起伏的冰积地形和冰川湖群边缘地带相吻合。这些地区的气候和土壤条件有利于泥炭沼泽的形成和发育。处于这一地带的俄罗斯西西伯利亚、西北欧、北美五大湖以北到加拿大哈德逊湾泥炭沼泽十分发育。     

《横断山区沼泽与泥炭》简评

《横断山区沼泽与泥炭》一书是一部集体创作成果,由中国科学院长春地理研究所孙广友研究员任主编,科学出版社1998年分精、平两种版本出版,系《青藏高原横断山区科学考察丛书》(编委会主任为孙鸿烈院士)之一。初读之后,若干特点给我留下深刻印象。     

瑞典泥炭沼泽分布、利用与保护

瑞典是泥炭沼泽广布,泥炭沼泽学研究历史悠久的国家。基于实地考察、交流与文献整理,分析了瑞典泥炭沼泽分布与成因、泥炭沼泽研究、利用及保护状况。早期的瑞典沼泽学者在泥炭沼泽分类、演化及沼泽植物地理学研究等方面处于国际领先地位,对学科的发展做出了重大贡献。目前,瑞典在泥炭沼泽的利用与保护方面也走在世界的前列,特别是泥炭沼泽合理利用与保护及恢复并举,值得我国湿地管理部门借鉴。     

哈泥贫营养泥炭沼泽毛壁泥炭藓种群密度制约初探

在哈泥贫营养沼泽,研究了毛壁泥炭藓(Sphagnumimbricatum)种群的密度制约规律,结果表明,种群出生率、死亡率和增长率均表现为负密度制约;随初始密度的增加,种群出生率和增长率下降,死亡率增加;分株高度和生物量及其分配无严格的密度制约规律。毛壁泥炭藓种群密度制约规律的特殊性与复杂性与其特殊的生物学特性有关。保水合作与光资源竞争的权衡是决定种群数量特征对密度变化响应的主要原因。