辽河口芦苇湿地土壤有机碳的积累特征研究

通过研究辽河口芦苇湿地土壤有机碳、石油类、阴离子表面活性剂(LAS)、多环芳烃(PAHs)及脂肪酸的垂直分布特征,探讨了不同来源有机物在芦苇湿地的埋藏和降解规律.土壤样品采集于2009年3月,研究发现,有机碳含量范围为0.3％～9.3％,石油烃含量范围为19.04～482.31mg/kg(干重)之间,LAS含量范围为0.84～19.28mg/kg(干重),PAHs含量范围为2.59～4.40 mg/kg(干重).总脂肪酸含量范围为5.72～190.69mg/kg(干重).表层有机碳含量丰富,来源广泛.辽河油田不同年代的采油环保措施可能是芦苇湿地土壤中石油类聚集量多寡的主要因素,芦苇根际的调控调节作用和微生物的选择性降解也对土壤石油类化合物分布起到重要作用.LAS含量从土壤表层向下迅速降低了67.0％,是所研究有机物中降解最迅速的一种.PAHs自表层至底层没有明显的变化趋势.细菌是辽河芦苇湿地土壤有机碳再生产的主要承担者,在次表层以下,细菌生产所利用的有机碳主要来自现场的生产.     

我国北方河口湿地植被储碳、固碳功能研究——以辽河三角洲盘锦地区为例

利用2007年7月和10月的CBERS卫星遥感数据,结合地理信息系统(GIS),采用混合分类法,解译分析了辽河三角洲盘锦地区湿地植被的空间分布格局。在湿地植被典型分布区设置4条调查带,共计40个调查样方,通过对采集样品的收割、烘干和称质量处理,测算得到了辽河三角洲主要湿地植被的生物量和净初级生产力,研究了该地区湿地植被的储碳和固碳能力。结果表明:稻田、河口水域和芦苇湿地为辽河三角洲盘锦地区湿地的主要组成类型。该地区植被的总储碳量达7.63×106t,芦苇和水稻是该区域最主要的固碳植被,其碳储量分别占该区域植被总储碳量的45.91%和37.03%;该地区植被的平均固碳量达17.68 t/(hm2.a),是我国陆地植被平均固碳能力的3.59倍、全球植被平均固碳能力的4.31倍;辽河三角洲盘锦地区湿地植被年固碳能力相当于相同面积、同等植被覆盖度条件下的温带落叶阔叶林固碳能力的1.01倍。     

土地利用变化对盐城滨海湿地土壤有机碳库的影响

以盐城滨海湿地为例,基于遥感影像提取土地利用变化信息,估算了1987-2007年盐城滨海湿地表层(0~20 cm)土壤有机碳储存量和滨海湿地土壤固碳能力现状。结果表明:表层土壤有机碳储量1992年较1987年略有增长,1992~2002年间下降33.3%,2002~2007年间增加30.5%。自然湿地面积减少是湿地土壤有机碳储量减少的主要原因,而互花米草入侵和围垦造田造成了湿地土壤有机碳储量增加。农田、芦苇滩、碱蓬滩、互花米草滩和光滩有机碳埋藏速率分别为12.90、0.30、0.80、2.92和1.68×104 t/a。滩涂围垦造田在短期内有利于滨海湿地土壤有机碳储量增加,但淤泥质滨海湿地生态系统在淤长过程中的自然演替过程,能使整个湿地具有更高、更持久的固碳能力。本研究建议合理控制围垦速率,才能在获取经济社会利益最大化的同时,保证湿地土壤有机碳储量持续增加。     

闽江河口湿地围垦稻田对土壤铁碳结合特征的影响

土壤铁氧化物结合态有机碳是有机碳长期维持的主要途径,但其机理研究仍较为薄弱。为探究河口湿地围垦稻田对土壤铁碳结合特征的影响,本研究选择福建省闽江河口天然芦苇湿地与围垦稻田为研究对象,对两种类型土壤中的铁结合态有机碳(Fe-OC)及其相关指标进行测定与分析。结果显示：(1)芦苇湿地围垦稻田改变了土壤氧化还原过程,显著影响土壤中铁相的转化。围垦后土壤二价铁[Fe(Ⅱ)]、三价铁[Fe(Ⅲ)]、活性总铁含量(HCl-Fet)及Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)分别显著下降了24.68%、52.56%、 51.45%、 35.68%(P<0.05)。游离态氧化铁(Fe_d)与无定形态铁(Fe_o)含量分别显著下降了21.64%和29.24%(P<0.05),络合态铁(Fe_p)含量则有所增加。(2)芦苇湿地围垦稻田显著影响土壤碳固存,Fe-OC与土壤有机碳含量(SOC)在围垦稻田后分别显著下降了39.03%和18.42%(P<0.05);芦苇湿地与稻田土壤Fe-OC均主要以吸附途径结合,稻田土壤Fe-OC对土壤有机碳的贡献率(f...     

1980-2000年中国耕作土壤有机碳的动态变化

通过分析我国1980年来耕作土壤有机质的实测数据,对比研究了90年代末和80年代初两个时段土壤有机碳密度的变化特征,并对变化的原因和未来发展趋势进行了探讨。结果表明,总体上我国实测点位(或区域)耕作土壤平均有机碳密度在此期间略有增加。其中,华北黄淮海潮土和褐土区、下辽河平原棕壤农业区和长江以南的水稻土区增幅分别达19%(0.24 kg/m2)、14%(0.29 kg/m2)和16%(0.29 kg/m2);相反,云南砖红壤区、东北和内蒙的黑土和黑钙土区有机碳损失,下降幅度分别达27%(1.01 kg/m2)和3%(0.11 kg/m2)。黄土高原的黑垆土和黄绵土区,山西北部的褐土区、新疆西北部的灌耕土区没有明显变化。两时段有机碳密度的空间分布与气候带总体一致,但20年间有机碳含量变化与80年代初的初始含量呈显著负相关。有机碳含量在低值区增加与近年来农田轮作、施肥和灌溉面积增加等农作措施的改善有关,而高值区的下降则与耕作时间短、强度大和初始含量高有关。根据现有耕作土壤与未耕作状态的碳损失状况估算,如果能在未来30~50年通过合理的农业措施使土壤有机碳损失量恢复50%,则华北、西北、华中南、西南和东北地区分别可能具有约51%、26%、7%、17%和30%的增长空间,指示我国耕作土壤具有较大的碳汇潜力。     

辽河口芦苇湿地氨氧化菌群落结构与土壤盐分的关系

采用最大或然数(MPN)法和变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)对辽河口芦苇湿地不同盐分土壤中氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing Bacteria,AOB)的数量分布和群落变化进行了解析,旨在探究辽河口芦苇湿地土壤中AOB群落结构与土壤盐分的关系,为河口湿地的生物修复提供理论依据和技术支撑。结果表明:辽河口芦苇湿地土壤中盐分含量越高,AOB数量越少,表现为土壤盐分含量为10g/kg的S10组AOB数量大于土壤盐分含量为15g/kg的S15组AOB数量,大于土壤盐分含量为20g/kgS20;其中S10组AOB数量多于对照组,S15组AOB数量与对照组相当,S20组AOB数量小于对照组,即土壤盐分较低时,盐分的升高能促进AOB的增长,当土壤盐分超过一定范围时,盐分的增加则抑制AOB数量的增加;不同盐度胁迫下AOB菌群群落结差异很大,而聚类结果没有表现出很大的差异性;盐度对AOB的影响体现在低、中高、高盐度土壤中氨氧化菌的种类和群落结构显著不同;不同时期低盐度土壤中的AOB群落结构和优势种群均发生了变化;中高盐度土壤中的AOB群落结构相似,不同时期优势菌比例不同;高盐度土壤中AOB数量明显减小,种群多样性明显降低。     

河口有机碳研究综述

河口作为陆地生态系统和海洋生态系统的交汇处,是陆海相互作用和全球碳循环研究的焦点之一.河口区物质来源的多样性,有机碳输入、生成、降解、再生及相互转化等行为是近年来关注的热点,国内外许多学者对河口有机碳的来源及其相互转化机制等方面开展了一系列颇具成果的研究.文章主要从判别河口有机碳来源的研究方法及其盐度、最大浑浊带、生物活动等环境因子对有机碳形态转化的影响等角度对国内外河口有机碳研究状况作了综述,并展望河口有机碳生物地球化学研究的发展趋势.     

黄河口盐沼湿地沉积物碳储量调查评估

文章依据2021年9月黄河口盐沼湿地沉积物调查数据,分析了沉积物粒度、容重、有机碳分布特征,并对黄河口盐沼湿地沉积物碳密度及碳储量进行评估。结果显示,黄河口盐沼湿地沉积物类型以粉砂为主,部分层次为砂质粉砂和黏土质粉砂;4种植被类型中,不同深度的沉积物容重差异性不大,互花米草和盐地碱蓬分布区容重整体大于柽柳和芦苇分布区;互花米草、盐地碱蓬、芦苇和柽柳分布区沉积物中有机碳含量分别为0.199%、0.200%、0.184%和0.161%,互花米草和盐地碱蓬分布区底质中有机碳含量较芦苇和柽柳分布区偏高,这与互花米草和盐地碱蓬分布区含有更多的黏土组分有关;计算得出,黄河口盐沼湿地沉积物总碳储量为33.47万t,其中互花米草分布区为14.31万t,芦苇分布区为12.05万t,柽柳分布区为5.27万t,盐地碱蓬分布区为1.84万t。     

双台子河口芦苇湿地盐分离子空间变化与植物群落退化演替关系

以双台子河口芦苇湿地为研究对象,对2009年10月野外调查所获取的土壤、植物样品进行室内分析,研究盐分离子和植被群落退化演替的关系。结果表明:根据芦苇生物量、覆盖度、株高3项生长指标变化,研究区芦苇群落退化演替的顺序为芦苇—芦苇/补血草—芦苇/碱蒿—芦苇/碱蓬—獐茅/翅碱蓬—翅碱蓬。随着退化演替的进行,翅碱蓬群落的各盐分离子含量显著高于其他五种植物群落的含量。电导率与芦苇生物量、株高呈显著负相关,与土壤易溶盐离子(除CO2-3)呈极显著正相关(P0.01)。说明各盐分离子通过影响电导率而间接抑制植物生长,电导率与pH呈极显著正相关(P0.01),说明试验区土壤盐化的同时伴随着碱化。     

基于GF-1WFV的黄河口湿地植被碳储量估算研究

为掌握黄河口湿地植被地上生长部分碳储量的空间分布情况,基于GF-1WFV卫星数据,对黄河口湿地植被地上生长部分碳储量开展了遥感估算模型研究,并根据研究区植被类型空间分布特点,对不同植被类型地上生长部分碳储量的特征开展了分析,结果表明:6种植被碳储量估算模型中,基于NDVI建立的指数模型为单位面积碳储量估算最佳模型,其决定系数(R2)最大,值为0.76,均方根误差(RMSE)最小,值为19.1g/m2;在不同植被类型分布区,地上植被单位面积碳储量平均值大小顺序为互花米草芦苇草甸柽柳林潮滩芦苇盐地碱蓬,其中各区域平均值最大为78.1g/m2,最小为46.7g/m2。研究结果为提高黄河口湿地植被的碳储量提供了有效措施,即合理优化植被类型的空间分布、恢复裸滩上盐地碱蓬的生长和提高植被类型盖度。     

湛江红树林湿地沉积物有机碳分布特征及影响因素

红树林生态系统位于海洋与陆地的交界处,具有重要的生态服务功能。红树林湿地是重要的碳库,对全球碳平衡有重要影响。然而,由于受到人口增长、社会经济发展和城市化进程加快等人类活动和全球气候变化的影响,红树林正在加速消失。文章以广东湛江市国家级红树林自然保护区为研究区,通过分析红树林沉积物中的有机碳含量及分布特征,讨论人类活动(如,人工养殖)在湿地碳循环中的影响。本研究在研究区内获取15个样品,利用重铬酸钾氧化—还原容量法测定了沉积物中有机碳含量。结果表明:研究区内沉积物有机碳(TOC)含量介于0.68%～2.50%,同时TOC含量与研究区内人工养殖场排污口的距离有密切关系:离排污口越近,TOC值越低;离排污口越远,TOC值越高。此外,研究区内红树林TOC含量与其他红树林湿地TOC含量相比明显偏低,可能与养殖排污抑制红树林的生长和繁殖,从而使其TOC含量明显减少有关。     

青岛大沽河河口湿地芦苇的生长及生物量动态研究

根据2009年4～10月在大沽河河口湿地进行的芦苇(Phragmites australis)调查,研究该区域芦苇主要生长季节期间生长及生物量动态变化。结果表明:在生长季节,芦苇株高逐渐增加,10月最高达(2305.35±65.48)(平均值±标准误差,下同)mm;植株密度呈下降趋势,5月最高为(362.33±24.52)株.m-2,9月最低为(255.0±36.17)株.m-2;株高与植株密度二者无显著相关性。地上部生物量月间变化较大,总体呈上升趋势,最大值出现在10月,干质量变化范围为(37.59±13.94)～(7033.02±967.37)g.m-2。叶片、茎与叶鞘等构件生物量总体呈上升趋势,干质量最大值出现在10月,分别为(1264.32±202.19)、(3667.58±475.22)、(1123.78±178.37)g.m-2。5～10月,芦苇地上部同化器官与非同化器官生物量之比F/C值呈降低趋势,地上部非同化器官生物量对地上部总生物量的变化有较大贡献。初步分析表明降水量对芦苇地上部生物量增长有较大影响。芦苇地下各层生物量变化基本相同,月间差异不显著。芦苇根冠比5～10月处于0.29～1.93范围内。芦苇根冠比的变化受外界环境因素的影响,其变化与地上、地下生物量密切相关。根系生长变化与芦苇植株自身对营养等生存条件获取的自我调控有关。     

水文条件对我国北方滨海湿地的影响

滨海湿地发育于海洋、淡水、陆地环境的过渡地带,河流径流、地下水流、波浪、潮流、当地的降水及蒸发等水文条件,在湿地的形成、发育、演替直至消亡的全过程中都起着直接而重要的作用。水文条件是湿地生态系统最敏感的因素,水文条件控制着湿地的化学和生物学过程,水文条件的变化对我国北方滨海湿地的生态环境具有很大影响。     

双台子河口水体有机碳分布特征研究

于2011年5月和8月通过研究双台子河口水体溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)和化学耗氧量(COD)的分布特征,阐述双台子河口水体有机碳的河口过程及其影响因素,并探讨总有机碳(TOC)和COD表征河口有机污染的区域性和季节性特征。研究表明:2011年5月双台子河口DOC、POC和COD含量范围分别为4.04~5.06mg/L(平均4.60mg/L)、2.93~10.85mg/L(平均7.01mg/L)和5.65~14.07mg/L(平均9.04mg/L);8月分别为10.87~46.04mg/L(平均26.75mg/L)、0.88~17.27mg/L(平均4.16mg/L)和2.42~67.62mg/L(平均17.85mg/L)。DOC、POC和COD的含量由河到海总体呈现逐渐降低的趋势,双台子河口不同区段DOC、POC和COD的时空分布,及其主要和次要影响因素具有一定的差别。有机碳来源和海水的稀释作用是影响双台子河口有机碳分布的主要因素,现场生物生产和悬浮颗粒物影响较小。双台子河口水体中TOC和COD呈现线性不显著正相关关系,二者关系的季节差异显著。     

辽河口湿地碳、氮、磷空间分布及季节动态特征

以2008年10月和2009年5月2次对辽河口湿地野外调查获取的数据为基础,研究了辽河口湿地生源要素碳、氮和磷的时空分布特征、湿地植被对营养元素的累积及对土壤营养元素氮、磷分布的影响.结果表明:辽河口湿地表层土壤有机碳5月和10月含量分别在0.62～13.17 mg/g和11.06～40.74 mg/g之间,10月盐化草甸土和滨海沼泽盐土有机碳含量较高,5月4种类型土壤有机碳含量无明显差异;全氮5月和10月含量分别在0.80～3.43 mg/g和0.77～2.90mg/g之间,盐化草甸土和滨海沼泽盐土表层土壤氮含量相对较高,滨海潮滩盐土最低;无机氮(NH4+-N和NO3--N)含量较低,且以铵态氮为主,5月略高于10月含量;全磷含量均在0.36～0.66 mg/g之间,无显著季节差异.碳、氮和磷的垂直剖面分布特征表明,土壤表层有机碳、全氮、无机氮和全磷含量明显高于各底层,以芦苇为主要植被的盐化草甸土各剖面的营养元素含量高于以翅碱蓬为主的滨海潮滩盐土含量.5月芦苇对氮磷的积累量高于10月,且氮磷含量在芦苇地上器官的分布趋势为叶>茎>穗.植被的生长对湿地土壤中生源要素碳、氮和磷含量的季节变化有重要影响,其对营养元素氮、磷的累积降低了表层土壤中氮、磷的储量.     

长江口表层沉积物中有机碳的来源、分布与成岩状态

在长江口及其邻近海域采集了表层沉积物样品,分析了粒级组成、有机碳(OC)含量及其稳定同位素丰度(δ13 C)、木质素和沉积色素含量和相关指标,并结合基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型,讨论了此区域沉积有机碳的来源、分布和成岩状态。结果表明,长江口表层沉积物中OC含量为0.21%~0.63%,长江口泥质区和浙闽沿岸OC含量较高,而河口外陆架上含量较低;δ13C为-23.1‰~-20.9‰,显示沉积有机碳是海洋和陆地来源的混合。木质素含量(Λ8)为0.16~1.41mg/100mg OC,其组成特点显示了木质素的草本和木本被子植物的混合来源。沉积色素以叶绿素的降解产物为主,主要分布在河口外陆架上;类胡萝卜素中以岩藻黄素为主,表明硅藻是此区域浮游植物的优势类群。以δ13 C和Λ8为来源指标的端元混合模型显示长江口沉积有机碳主要来自海洋浮游植物,其贡献为54.3%~88.1%(平均70.2%),从河口向陆架逐渐升高,其次是土壤(9.3%~32.1%,平均22.3%)和C3维管植物(2.7%~13.6%,平均7.5%),两者贡献均在长江口和浙闽沿岸附近较高。沉积物粒级组成、OC含量、δ13C丰度和生物标志物含量之间显著的相关性和分布一致性表明水动力分选过程在决定陆源OC(包括土壤和C3维管植物OC)在河口外的输运和分布中发挥了重要作用。富含木质素的新鲜植物碎屑主要与粗颗粒物相联系,并主要沉积在河口附近,而贫木质素的土壤有机碳则主要赋存在细颗粒物上,可输运到离河口较远的位置。木质素降解参数,如酸醛比、3,5-Bd/V和P/(S+V)在长江口外陆架上的砂质区域相对较高,显示此区域陆源有机碳降解程度较高,而叶绿素降解产物的比例在长江口泥质区较高,则可能与泥质沉积物中较强的有机碳再矿化作用有关。     

长江口北槽浮泥周期性变化初探

根据2000年长江口北槽浮泥的实测资料,分析浮泥厚度和体积等几何尺度随时间的变化,发现长江口北槽浮泥存在日、半月和年际三种周期变化;日周期的变化受潮流动力周期的控制,这是由潮流冲刷浮泥形成的悬沙并再絮凝沉积造成的;半月周期的变化受潮流半月周期变化引起的泥沙供给量的变化控制;年周期的变化主要是由影响细颗粒泥沙絮凝沉积的长江口水温的年度变化所控制,泥沙供给和动力的年周期变化也有一定的影响.     

Seasonal Investigations of Dissolved Organic Carbon Dynamics in the Tamar Estuary, U.K.

A high temperature catalytic oxidation (HTCO) technique was used to measure dissolved organic carbon (DOC) during seasonal surveys of the Tamar Estuary, U.K. At the time of the programme, the field of DOC analysis had been plagued by numerous analytical difficulties. However, using thorough calibration of the analytical systems and the systematic analysis of an internal reference material, a valuable estuarine DOC data set was produced. The range of DOC concentrations observed (478–110 μM C) is consistent with the published data for riverine and coastal sea waters respectively. The Tamar Estuary is a freshwater DOC-dominated system, with strong correlation between lateral DOC distribution and salinity. However, mixing behaviour was not strictly conservative. During tidal cycle studies at a fixed station, DOC concentrations appeared to be uncoupled from salinity, and were inversely related to turbidity. It is concluded that tidally-induced resuspension of bottom sediments provided the dominant control mechanism for DOC concentration. The Tamar Estuary shows contrasting behaviour to the larger, more heavily impacted, Severn Estuary. Hence it is likely that the behaviour of DOC in estuaries cannot be classified as typical per se, but is a function of the natural and anthropogenic characteristics of the catchment and hydrology.     

2012年长江口水域溶解有机碳分布特征及其与环境因子的关系

根据2012年2、5、8和11月长江口4个季节航次综合调查资料,分析了长江口及其邻近海域溶解有机碳(DOC)时空分布特征,探讨了DOC分布与盐度、表观耗氧量(AOU)、化学耗氧量(COD)、叶绿素a以及颗粒有机碳(POC)间的关系。结果表明,2012年长江口区DOC的浓度范围在0.53~5.21mg/L之间,均值为1.86mg/L。DOC浓度秋季最高,夏季和冬季次之,春季最低。DOC空间分布整体呈现近岸高、远岸低的格局,高值区分布在口门内和近岸水域,外海区DOC浓度随着离岸距离的增加而逐渐降低。各季节DOC空间分布略有差异。DOC与盐度、COD以及POC的相关关系较强,与AOU和叶绿素a相关性较弱。2012年长江口有机碳以DOC为主,DOC对总有机碳(TOC)的平均贡献率为55.8%,其中冬季贡献最大(59.4%),其次为秋季(59.2%)和春季(55.3%),夏季贡献率最低(49.4%)。