全新世以来东北地区沼泽湿地发育过程及其对气候变化的响应

沼泽湿地是陆地生态系统的重要组成部分,在维护区域环境稳定中起着重要作用.随着社会经济的发展,人类活动导致湿地大面积退化和消失,严重影响了区域生态安全;恢复退化湿地已成为各国政府和学者关注的焦点.而了解历史时期沼泽湿地发育过程及影响因素则是建立合理湿地恢复目标的重要前提.东北地区是我国最大的沼泽湿地集中分布区,其中70%的湿地面临不同程度的退化威胁;但由于数据的缺乏,东北地区沼泽湿地发育过程及其与气候变化的关系仍不清楚.基于此,本研究系统分析了全新世以来东北地区沼泽湿地形成发育的动态变化过程,并探讨了东北地区不同区域沼泽湿地的发育规律及其对气候变化的响应机理.研究发现东北地区沼泽湿地约从12 ka（1 ka=1000 cal.）开始发育,在距今8.6 ka以后开始广泛形成,约有35%的沼泽湿地形成于全新世暖湿期（8.0-4.0 ka）;而沼泽湿地发育的高峰期则集中在全新世晚期.这种发育趋势与全球北方主要区域沼泽湿地大规模发育趋势显著不同.古气候重建表明,全新世早期东北地区气候温暖湿润,处在有利于沼泽发育的时期,促进了沼泽湿地的形成;而在全新世晚期,东北地区呈现冷湿的气候组合特征,冷湿的气候条件不利于有机质的分解,进而促进了沼泽湿地的大规模形成和发育.此外,研究结果也表明全新世以来东北地区不同区域沼泽湿地发育的时间和规模呈现显著的空间差异,而温度和降水则是影响不同区域沼泽湿地发育的最重要因素.本研究将为我国东北地区沼泽湿地的保护和恢复提供一定的理论和数据支持.     

中国沼泽研究的几个问题

中国沼泽研究已有三十多年历史。三十年来先后对主要沼泽分布区进行综合考察,获得了丰富的研究成果,填补了沼泽学科的空白。今后的沼泽研究应从下列几方面入手:(1)在查明资源的基础上,建立我国沼泽的分类体系和信息系统;(2)加强沼泽基础理论研究,逐步完善中国沼泽学科体系;(3)进行沼泽综合开发模式和泥炭利用的研究;(4)建立若干沼泽生态站和保护区,保护部分有价值的沼泽地。     

内蒙古准格尔黑岱沟主采煤层的煤相演替特征

内蒙古准格尔黑岱沟6号主采煤层为一超大型煤-镓矿床,镓的主要载体为勃姆石.煤相的研究可为该镓矿床镓及其特殊载体勃姆石的富集提供成因信息.通过对该煤层煤岩学和矿物学的研究,发现准格尔黑岱沟6号主采煤层的显微组分明显富集惰质组,显微煤岩类型以微亮暗煤为主,显微组分的形态特征及其组合关系反映出该煤层的主采分层是干燥沉积条件下或潜水面高低交替变化使泥炭表面周期性干燥环境下形成的.该煤层中镓及其特殊载体勃姆石的最佳富集条件处于4个过渡带:(ⅰ)山麓沉积和下三角洲平原过渡带的上三角洲平原沉积;(ⅱ)微环境属于干燥森林沼泽和潮湿森林沼泽的过渡带,但偏向于干燥森林沼泽;(ⅲ)森林密度处于由大变小的过渡带;(ⅳ)在泥炭周期性堆积中,居于2个高位泥炭沼泽转折处的低位泥炭沼泽.     

内蒙古准格尔黑岱沟主采煤层的煤相演替特征

内蒙古准格尔黑岱沟6号主采煤层为一超大型煤-镓矿床,镓的主要载体为勃姆石.煤相的研究可为该镓矿床镓及其特殊载体勃姆石的富集提供成因信息.通过对该煤层煤岩学和矿物学的研究,发现准格尔黑岱沟6号主采煤层的显微组分明显富集惰质组,显微煤岩类型以微亮暗煤为主,显微组分的形态特征及其组合关系反映出该煤层的主采分层是干燥沉积条件下或潜水面高低交替变化使泥炭表面周期性干燥环境下形成的.该煤层中镓及其特殊载体勃姆石的最佳富集条件处于4个过渡带(i)山麓沉积和下三角洲平原过渡带的上三角洲平原沉积;(ii)微环境属于干燥森林沼泽和潮湿森林沼泽的过渡带,但偏向于干燥森林沼泽;(iii)森林密度处于由大变小的过渡带;(iv)在泥炭周期性堆积中,居于2个高位泥炭沼泽转折处的低位泥炭沼泽.     

云南纳帕海岩溶湿地生态环境变化及驱动机制

利用原状土就地取样野外定位研究方法,对云南西北高原的纳帕海岩溶湿地生态环境状况进行的2年定位研究表明,纳帕海湿地生态环境破坏严重,表现为湿地面积不断缩小,沼泽类型改变,沼泽旱化、沙化,中旱生植物侵入,沼泽发生逆向生态演替,生物多样性减少,土壤养分衰减退化,土壤酶活性降低,水质变劣.分析了引起纳帕海湿地环境变化的自然因素和人为因素,表明人为活动干扰是引起其湿地生态环境退化的主要原因.     

细菌群落在神农架大九湖泥炭藓与表层沉积物的垂向变化及其生态意义

为了探讨泥炭藓共生细菌和泥炭表层沉积物细菌群落的垂向变化以及它们在湿地生态系统中的作用,对大九湖泥炭湿地泥炭藓植株的不同部位和下伏泥炭沉积物进行了分层采样.利用克隆文库和荧光定量PCR技术对样品中的细菌进行了定性和定量分析.结果表明,尽管细菌的16S rRNA基因拷贝数在同一个数量级(108个拷贝/克样品),并以变形菌和酸杆菌占优势,但细菌群落组成由泥炭藓上部至下部再到泥炭沉积物不同深度存在显著的空间变化.泥炭藓上部以蓝细菌(Cyanobacteria)和a变形菌门(alpha-Proteobacteria)为主,中部则以酸杆菌门(Acidobateria)为主,泥炭藓下部和最表层泥炭以?变形菌门和酸杆菌门为主,地表以下的泥炭样品以酸杆菌门占优势.细菌组成的这种空间分布规律与细菌的生态功能密切相关.泥炭藓上部的蓝细菌通过光合作用与泥炭藓共生.酸杆菌门的细菌一方面能适应泥炭湿地低pH的环境条件,另一方面还在泥炭藓植株的降解及泥炭的形成中发挥重要作用,并可能参与泥炭湿地酸性条件的形成.在泥炭藓不同部位均发现了甲基胞囊菌科(Methylocystaceae)的克隆,暗示甲烷氧化不仅局限于泥炭藓死亡的透明细胞中,而是在泥炭藓的整个植株中均可能存在着活跃的甲烷氧化过程.这一工作对深刻理解和定量研究泥炭地的微生物地球化学过程,特别是甲烷通量以及甲烷循环具有重要意义.     

中国草本沼泽植被地上生物量及其空间分布格局

草本沼泽是沼泽湿地生态系统中分布最广的沼泽类型,具有涵养水源、调节气候、储碳固碳、提供珍稀物种栖息地等重要生态功能.草本沼泽的固碳功能在减缓气候变暖,维持区域环境稳定性等方面发挥着关键作用.植被生物量是反映湿地固碳能力的重要指标,明确沼泽湿地植被生物量可为估算沼泽湿地碳储量及固碳能力提供科学基础.文章利用全国草本沼泽植被地上生物量实地调查数据,结合中国沼泽湿地分布数据集,首次从全国尺度对中国草本沼泽植被地上生物量及其空间分布格局进行了研究.结果表明:中国草本沼泽总面积为9.7×10~4km~2,草本沼泽植被地上生物量平均密度为(227.5±23.0)g C m~(-2)(95%置信区间,下同),总地上生物量为(22.2±2.2)Tg C(1Tg=10~(12)g).中国草本沼泽植被地上生物量密度总体表现东北和青藏高原地区低、华北中部和滨海地区高的特点.在中国不同沼泽分布区,草本沼泽植被地上生物量平均密度从小到大依次为:温带湿润半湿润沼泽区((182.3±49.3)g C m~(-2))青藏高原沼泽区((243.9±26.6)g C m~(-2))温带干旱半干旱沼泽区((300.5±73.2)g C m~(-2))亚热带湿润沼泽区((348.4±59.0)g C m~(-2))滨海沼泽区((675.4±73.8)g C m~(-2)).由于草本沼泽面积的不同,不同沼泽分布区草本沼泽植被总地上生物量在温带湿润半湿润沼泽区最大((9.6±2.6)Tg C),而在滨海沼泽区最小((1.1±0.1)Tg C).中国草本沼泽植被地上生物量空间分布具有明显的非地带性特征,但在部分地区也呈现出一定的地带性规律,青藏高原草本沼泽植被地上生物量总体随海拔的升高而降低,温带湿润半湿润区和温带干旱半干旱区草本沼泽植被地上生物量随干旱程度的增加先降低后趋于平缓,温带湿润半湿润区草本沼泽植被地上生物量在年均温度越高的地区相对越大.研究结果可为精准评估沼泽湿地对气候的调节作用提供科学依据,为湿地生态系统适应性管理提供决策支持.     

云南滇池泥炭及其形成的古地理环境

通过对云南滇池泥炭的考察和分析,阐述了滇池泥炭的基本特性和赋存特征.进而讨论了滇池泥炭形成的古地理环境,它不仅在成炭理论上具有意义,而且对普查和勘探泥炭资源方面也有一定的参考价值.滇池为我国西南地区最大的淡水湖泊,位于云南高原的中部,昆明市西南郊,海拔1890m.滇池也是昆明断陷盆地的沉降中心.盆地的全新统及现代沉积中有泥炭聚积,其下部更新统地层中则有褐煤赋存.因此,对全新世以来泥炭沼泽及其形成的古地理环境的研究,不仅可从一个侧面了解滇池现代演变过程以及成炭机理,而且为云南高原其它类似地区寻找和勘探泥炭资源亦有实际意义。     

吉林向海沼泽湿地典型剖面沉积及年代序列重建

沼泽湿地发育过程中堆积的各类沉积物真实地记录下区域环境演变与沼泽湿地发育过程。本文以无尾河下游漫流区——向海沼泽湿地为研究对象,对其典型沉积剖面结构、沉积物容重、年龄指标、沉积速率等多项沉积记录进行了综合剖析。结果表明：沼泽沉积物的层序关系可以揭示沼泽的形成途径及环境变化;溪边沼泽接受更多的矿质沉积物;1880-1885年该区域出现河道变迁的痕迹;向海沼泽湿地沉积速率与典型的河口三角洲类似,体现了河口尾端湿地的特点;近50年来,向海沼泽湿地沉积速率急剧上升,其原因可能与解放后该流域人类活动增强、植被破坏、水土流失严重有关,在时间上,与流域上游大型露天煤矿开采时段有较好的耦合性。     

新疆巴音布鲁克高寒沼泽湿地植物群落空间分布与环境解释

为探明巴音布鲁克高寒沼泽湿地植物群落与环境因子的关系,采用样线与样方结合的方法,于2014-2015年在天鹅湖沼泽湿地进行植物群落调查与环境因子测定.结果显示,巴音布鲁克天鹅湖沼泽湿地植物共有35种,隶属于19科27属.方差分析表明,地表积水条件显著影响植物群落物种多样性,随着地表积水减少,物种丰富度和ShannonWiener指数呈现上升趋势,Pielou指数呈现下降趋势,说明随着地表积水的减少,植物群落的物种多样性逐渐增加.冗余分析与偏冗余分析表明,所有环境因子共解释了植物群落物种组成变异的67.9%.水位与土壤全氮含量对物种组成的总效应达到显著水平,土壤全氮含量的净效应达到极显著水平,但全磷含量和有机碳含量的总效应与净效应均未达到显著水平.研究表明,积水条件和土壤氮含量是巴音布鲁克天鹅湖沼泽湿地植物群落物种组成和分布的主要环境驱动因子.