农业耕作对吉林东部金川湿地土壤保水功能影响及机理的初步探讨

保水功能是湿地土壤最主要的功能之一.于2009年5月,对原生状态的泥炭土及开垦1 a、5 a、15 a、30a和45 a水田的表层土壤(0～20 cm)保水功能差异进行分析,研究土壤物理性质变化对保水功能的差异性的影响,探讨农业耕作对湿地土壤保水功能的作用机制.结果表明,农业耕作对土壤保水功能产生一定的影响.原生状态的泥炭表层土壤(0～20 cm)渗透系数和饱和贮水量分别为2.10×10-3 cm/s和1.88×103 t/hm2,明显高于垦后水田.开垦初期(1～15 a),土壤保水功能变化较大,渗透系数及饱和贮水量变化速率分别为0.11×10-3cm/(s·a)、0.05×103t/(hm2·a),而持续耕种45 a后,保水功能变化趋于平缓,渗透系数及饱和贮水量变化速率仅为0.01×10-3 cm/(s·a)和0.02×103 t/(hm2·a),表明开垦初期土壤保水功能对农业耕作更为敏感.泥炭土壤表层(0～20 cm)的有机质和孔隙度大于水田,而容重则相反.有机质与孔隙度呈显著的正相关(P＜0.05),有机质的减少是导致土壤保水功能降低的重要原因.同时,农业耕种对土壤保水功能的影响与土壤最初有机质含量和农业耕作方式密切相关.     

广西北部山地沼泽20 ka以来的 碳同位素组成与气候变化

根据广西北部山地泥炭沼泽沉积的有机碳同位素组成、TOC和C/N等古气候指标对末次盛冰期以来该区植被与气候演变过程进行研究,结果发现：末次盛冰期（21―14 cal. ka B.P.）偏正的δ13Corg数据反映了山地植被面貌曾发生显著变化,指示冰期气候的冷干变化,但并未导致山地森林向地带性草地退化,C3植物仍占优势。沉积物岩性和TOC等数据表明：在14―10 cal. ka B.P.期间沼泽湿地逐渐形成,指示了东亚夏季风降雨的增强,与石笋指示的季风增强起始年代基本一致。冰消期碳同位素曲线负偏的变化要早于TOC指示的泥炭沼泽堆积,即10―9 cal. ka B.P.前后富有机质的泥炭堆积进入旺盛期。碳同位素组成在9―8 cal. ka B.P.存在一个正偏的变化波动,可能与8.2 ka降温事件或局地物源输入变化有关。7.0―2.8 cal. ka B.P.期间古田湿地的有机质输入较高,碳同位素偏负,指示气候暖湿。从1.7 cal. ka B.P.至今,δ13Corg值的再次正偏可能指示夏季风强度减弱,但考虑到该阶段为人类农业活动快速发展期,因此不排除人为因素的影响。此外,末次盛冰期广西山地与雷州半岛沿海低地的碳同位素值对比发现：沿海平原区与华南山地的沉积记录存在明显差别,其主要原因是山区因山地降雨效应使山区的湿度即便在盛冰期也能保持较高水平;而低地平原冰期阶段的降雨则显著减少,加上平原区较高的蒸发量使干旱程度增加,C4草本也相应增多。实际上,影响亚热带山地沼泽δ13Corg值变化的原因比较复杂,在利用δ13Corg值推论古气候时需要同时考虑气候因素和湿地沉积体的物源及其地貌环境等背景。     

长江中下游地区湿地开垦及土壤有机碳含量变化

概述了历史时期至今,尤其是20世纪下半叶50 a来长江中下游地区湿地的开垦状况;总结了研究区湿地土壤及其开垦为农田后土壤有机碳含量的变化特征.长江中下游地区湿地分布广, 存在着湿地开垦强度大、土壤碳密度较低和土壤有机碳损失严重等土壤碳库变化问题.与原湿地土壤相比,湿地被开垦为农田后,土壤有机碳含量总体上在降低,而且随着湿地开发利用年限的增加,其土壤有机碳含量减少的幅度也在增加.     

西江―北江及珠江三角洲汇流区全新世 泥炭腐木层时空分布与环境变化

西江和北江及珠江三角洲西北部汇流区广泛发育全新世的泥炭-淤泥腐木地层,结合剖面的沉积相特征和14C测年数据,对全新世沉积环境和含腐木地层的分布和环境变化进行探讨,获得以下认识：1）在西江和北江下游海侵北界以上的陆相沉积序列中,厚层泥炭主要形成于中晚全新世（7.5―1.5 cal. ka B.P.）,集中堆积时间为5.0―1.5 cal. ka B.P.;2）珠江三角洲全新世海侵对三角洲边缘区陆相泥炭沼泽的形成起决定性作用,早全新世（约9―7 cal. ka B.P.）三角洲西北端的高速率河口相粉砂黏土沉积为后来的半咸水沼泽发育奠定了淤泥深厚的物质基础,而西江―北江下游陆相洪冲积或河漫滩沉积则在8 cal. ka B.P.左右开始发育,也为之后的水松泥炭沼泽繁盛奠定了基础;3）三水西南一带是中全新世西江―北江下游泛滥平原至古河口湾的过渡区,潮汐流与河流的双重作用是造成三角洲边缘区大面积泥炭沼泽湿地形成的主要原因;4）泥炭湿地生态环境大多在2.0―1.5 cal. ka B.P.前后在西江和北江被高位洪水平流沉积物埋藏,而在三角洲区域多被泛滥平原洪积物覆盖。多数剖面泥炭腐木迁移的原因与三角洲的快速加积作用导致的潮流与河流空间位置平衡被破坏和水文条件改变有关,晚全新世不断增强的人类农业活动和森林破坏与水土流失也是导致三角洲天然沼泽湿地消失的重要原因。     

江陵地区全新世早期人类活动的孢粉记录

江陵剖面沉积物孢粉提供全新世早期人类活动的证据。早期人类活动始于6 200 a B.P.,人类大规模活动始于3 400 a B.P.。随着定居点扩大和人类活动加强,地表土壤侵蚀严重,入湖的陆源粗颗粒物质和营养物质增多。湖泊沉积物表现为粗颗粒含量迅速增加,各粒径波动频繁,TOC、TN和C/N的高值以及有机质δ¹³C的低值。2 500 a B.P.以后,沉积环境发生了显著变化,由湖泊及湖沼堆积转化为洪水漫滩堆积,气候变干,人类逐渐撤离该地区。     

神农架大九湖表层泥炭碳、氮、磷含量的空间分布特征及其控制因素

为了解亚热带泥炭地碳氮磷含量的空间分布模式及其影响因素,在神农架大九湖泥炭地采集147份表层泥炭样品进行总有机碳含量(TOC)、总磷含量(TP)和总氮含量(TN)测试和理化参数分析,探究表层泥炭碳氮磷的空间分布特征及其控制因素。结果表明:大九湖表层泥炭TOC含量变化范围为3.51%~37.93%,TP含量变化范围为0.37~2.75 mg/g,TN含量变化范围为0.59~1.6mg/g。相关性分析表明:TOC含量与含水率(r=0.45,P<0.01)和TP含量(r=0.27,P<0.05)呈显著正相关,TP含量与干容重呈显著正相关(r=0.32,P<0.05),TN含量与各种理化参数的相关性均不显著。通过对比亚热带、热带、北方泥炭地的碳氮磷含量,发现相对于热带和北方泥炭地,亚热带泥炭地的TOC含量和TN含量更低,而TP含量更高。本研究为亚热带泥炭地的生态保护提供了关键的基础数据和参考。     

三江平原不同土地利用方式下湿地土壤CO2通量研究

利用暗箱-气相色谱法,同步测量了三江平原几种主要生态类型湿地土壤原始的小叶章草甸白浆土、毛果苔草泥炭沼泽土、已垦旱作草甸白浆土和人工水田草甸白浆土,进行CO2排放通量的对比研究.结果表明不同土地利用方式下,旱作草甸白浆土土壤CO2排放通量最大,平均值为775.38mg/(m2@h);小叶章草甸白浆土土壤次之,平均值为439.02mg/(m2@h);人工水稻田草甸白浆土土壤CO2通量最小,平均值为128.96mg/(m2@h);毛果苔草泥炭沼泽土土壤CO2排放通量介于小叶章草甸白浆土土壤和水稻田草甸白浆土土壤之间,平均值为247.08mg/(m2@h).湿地开垦为旱田,使湿地"碳汇"功能减弱或丧失,变成"碳源";湿地开垦为水田,是比较合理的湿地农业利用方式.     

天堂寨泥炭地层的磁化率、Rb/Sr值及其反映的古气候意义

天堂寨泥炭地层记录了大别山北亚热带地区全新世中晚期以来气候变化。通过对地层剖面磁化率、Rb/Sr值测定和分析,结合¹⁴C测年,结果表明:大别山北亚热带地区中晚期以来气候变化可划分5个阶段:(1)5 700~5 050 cal.a B.P.,气候暖湿为主;(2)5 050~4 300 cal.a B.P.,以暖干为主,期间气候波动剧烈,气温出现过短暂而急剧的下降;(3)4 300~2 500 cal.a B.P.,气候总体上处于相对冷湿状态,波动不大;(4)2 500~1 400cal.a B.P.,气温有所回升;(5)1 400 cal.a B.P.至今,气候冷干;至现代,气候又有所回升。磁化率和Rb/Sr比值可作为泥炭恢复古气候古环境的代用指标,但与黄土剖面中所指示的环境意义正好相反,即低磁化率和Rb/Sr比值指示气候湿热,高磁化率和Rb/Sr比值指示气候干冷。     

1974～2007年若尔盖县湿地变化研究

选取1974～2007年期间的5期多源遥感影像数据作为数据源,在解决多源遥感影像(MSS、TM、ETM+和CBERS影像)和多时相(1月、6～9月)影像数据的遥感分类问题上,以模糊物元理论来解释多数据源和多时相数据之间的关系,设计关联函数概率转化的多源遥感数据分类物元模型,利用该模型得到了若尔盖县湿地区1974～2007年期间的地物类型分布,并进行了变化检测和概率修正算法处理,揭示了1974～2007年若尔盖县湿地变化特征.2007年,若尔盖县各类型湿地的面积占湿地总面积的比例分别为河流和湖泊1.37％、泥炭沼泽4.23％、沼泽化草甸9.91％和湿草甸6.04％.1974～2007年期间,若尔盖县的河流和湖泊、泥炭沼泽、沼泽化草甸和湿草甸的面积在减少,以旱生植物为主的中、低覆盖度草地、居民点、建筑用地和沙地面积在增加.泥炭沼泽主要向沼泽化草甸、湿草甸演替.人为因素则是在较短时间尺度上影响湿地变化的主要驱动力.不确定性问题仍是遥感分类与变化检测存在的主要问题.     

晚更新世晚期以来雷州半岛北部泥炭腐殖化度的古气候意义

在14C测年的基础上,分析了雷州半岛北部湛江市屋山泥炭剖面和遂西县下录泥炭剖面的沉积特征及其腐殖化度、有机质含量变化,发现两个剖面在相同时段内的沉积特征和气候环境特征都比较吻合,充分证明了研究区区域的气候环境变化是控制两个地点泥炭发育的主要因素.研究表明:泥炭腐殖化度敏感地记录了古气候信息,其高值指示气候相对暖湿,低值指示气候相对冷干.50-30 cal ka BP期间雷州半岛北部气候暖湿,30-10calka BP期间气候则相对冷干.将其腐殖化度与格陵兰NGRIP冰芯δ18O对比发现:50-30 cal ka BP期间雷州半岛北部存在多次短尺度的气候冷干事件,其中千年尺度气候事件很好地响应了Heinrich事件H5-H3.     

三江平原泥炭沼泽沉积物中营养物质的分布规律

采用冬季采样，现场分层的方法，系统地研究了三江平原沼泽中河床一河漫滩型泥炭地和谷底洼地型泥炭沉积中总氮、总磷和有机质等营养物质的分布特征。结果表明，在不同沉积层中，总磷明显在草根层富集，总氮和有机质在泥炭上层含量最高，其他营养物质含量随着深度的增加而逐渐降低。河床一河漫滩型和谷底洼地型泥炭沉积物中总氮和总磷含量随着泥炭粒级的减小而明显增加。河流型泥炭沉积物不同机械组分中总氮的变化幅度远远大于谷底洼地型，两种类型泥炭地不同机械组分中总磷含量的变化差异幅度不大。有机质含量随着泥炭粒级的减小而明显减少。河床一河漫滩型泥炭地和谷底洼地型泥炭地中总氮含量与有机质含量呈显著的正相关，相关系数分别为0.953和0.944，泥炭中的氮主要以有机氮形态存在，而总磷含量与有机质含量的关系不显著。     

黄河三角洲柽柳林场湿地土壤养分的空间异质性及其与植物群落分布的耦合关系

于2007年7月,在黄河三角洲柽柳林场湿地,采集了不同植物群落表层土壤,分析了土壤可溶性盐、有机质、全氮和全磷含量等的空间分异及其与湿地植被分布的关系。土壤可溶性盐、有机质、全氮和全磷的含量分别为0.11%～4.31%、0.18%～1.55%、128～1268mg/kg和521～770mg/kg,可溶性盐、有机质、全氮的空间分异显著。随土壤可溶性盐含量的增大植物种类逐渐减少,不同群落下土壤有机质、全氮含量分布规律相似:随着土壤可溶性盐含量的降低、水分条件的改善,土壤有机质及全氮含量升高。土壤可溶性盐含量是该区植被分布的主要限制因素,同时植被的分布改善了土壤的营养状况。     

罗霄山脉山地沼泽全新世以来的古气候记录

在中亚热带罗霄山脉东南段井冈山地区的江西坳山地沼泽钻取了150 cm的岩芯样品（JXA钻孔）,通过6个AMS 14C测年结果建立钻孔的年代框架,运用烧失量、腐殖化度、有机碳同位素和灰度值等多项古气候代用指标分析,重建了该地区约11 cal. ka B.P.以来的气候演化历史。结果表明：江西坳山地沼泽的古环境演变过程可以分为４个阶段：11―9.2 cal. ka B.P.钻孔沉积物的有机碳含量低,碳同位素偏负,显示C3植物为主,为气候凉干期;9.2―5.3 cal. ka B.P.碳同位素、有机碳和腐殖化度等指标均指示森林植被繁茂,沉积物泥炭堆积速度加快,为气候最适宜期;5.3―2.2 cal. ka B.P.碳同位素显著变化,有机质含量较高;2.2―0 cal. ka B.P.气候呈现季风再次增强的趋势,人类活动增强。与周边其他的研究结果对比发现：全新世以来罗霄山脉江西坳山地泥炭沼泽的古环境替代指标与低纬度地区其他全新世气候记录基本一致。     

南京江北地区晚更新世末期以来泥炭层δ13 C记录的古气候变化

对南京江北地区林峰桥剖面晚更新世末期以来的两个泥炭层有机碳同位素测定结果表明,上部泥炭层和下部泥炭层δ¹³C值皆较低(≤-23.79‰),部泥炭层的δ¹³C值明显高于下部泥炭层。结合其它研究可知,该区全新世大暖期稳定暖湿鼎盛阶段的校正年代约在8.2~7.0 ka B.P.,在此阶段前后,表现为持续时间相对较短的低温气候环境。12.8~12.1 cal.ka B.P. 该区气温高低波动频繁期。12.8~12.7 cal.ka B.P.和12.6~12.2 ka B.P.两时段气温较低;2.7~12.6 cal.ka B.P. 阶段气温较高。12.2~12.1 cal.ka B.P. 表现为Younger Dryas之后气候的迅速增暖,可视为该区全新世开始的标志。     

泾河中游地区全新世成壤环境演变研究

根据长武ETC全新世土壤剖面的测定分析,探讨了该地区全新世成壤环境演变过程,阐明了先周时代土壤特征及人类耕作对成壤过程的影响。研究结果表明,全新世早期气候温和干燥,沙尘暴明显减弱,风尘堆积速率降低,具有轻微生物风化成壤作用;对应于全新世最适宜期,该地气候温暖湿润,生物风化成壤作用大于风尘堆积作用,为典型的黑垆土成壤期。从3 100 a B.P.开始,季风气候格局发生转变,气候干旱化,沙尘暴加剧,风尘堆积速率大于生物风化成壤速率,土壤资源自然退化,形成弱成壤层和黄土层,两层均属于全新世黄土L₀。先周时期耕作层对应古土壤层的顶部,土壤具有典型的团粒结构。3 100 a B.P.时的季风转变导致的气候干旱化与土壤退化促使了游牧民族南迁和"古公迁岐"事件的发生。     

中国湿地土壤分类系统的初步探讨

在对湿地土壤分类研究进展分析的基础上,按照湿地土壤的独特规律,参考中国第二次土壤普查的分类标准、美国土壤分类标准和中国最新的土壤系统分类的标准,对中国湿地土壤类型进行了重新划分。根据成土过程、人类活动、有机物的含量、土壤化学物质含量、地貌条件等因素,将中国湿地土壤划分为土纲、亚纲、土类、亚类、土族、土系6个级别。对中国湿地土壤分类的研究,有利于湿地科学研究中对土壤的认识有统一的标准,同时对土壤分类学也具有重要意义。     

苦海沉积物有机质反映的过去840年来青藏高原东部环境变化

青藏高原对全球气候变暖响应敏感,研究青藏高原近千年来环境演化过程、规律与驱动机制对预测其未来气候可能发生的变化有重要参照意义.通过位于青藏高原东部的苦海沉积物总有机质相关指标[总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总有机碳与总氮比值(TOC/TN)和总有机碳同位素(δ13Corg)]的研究重建了该区域过去840年来的环境演...     

江汉平原9.0 ka B.P.以来的气候演化:来自江陵剖面沉积物记录

对2002年9月在荆州市江陵县发现的9 ka B.P.以来的江陵剖面进行¹⁴C测年、粒度、TOC、TN、δ¹³C、孢粉等综合分析,重建江汉平原江陵地区9 ka B.P.以来古气候古环境演化:9.0~6.07 ka B.P.为高温阶段,其间8.1 ka B.P.记录到一次较明显降温事件;6.07~4.60 ka B.P.为冷干期;4.60~3.44 ka B.P.间气候波动频繁,为全新世第二个暖湿期前期阶段;3.44~2.50 ka B.P.为高温期,湖沼泥炭发育,是全新世第二个暖湿期后期阶段,为稳定的暖湿阶段;2.50 ka B.P.以来温度相对较低,为冷期。江陵地区近9 ka B.P.以来气候变化不仅与国内大量研究资料相一致,且在许多较大气候事件上与世界许多研究结果一致,表明江陵气候变化具有全球性。     

三江平原环型湿地土壤温度梯度的研究

三江平原环型湿地是低温 (碟型洼地 )和高温 (岛状林 )两种环境组合的典型区 ,为了研究三江平原环型湿地土壤温度梯度特征 ,对环型湿地 4种群落的土壤温度进行了观测。结果表明 ,由环型湿地的中心到边缘 ,土壤温度逐渐升高 ,土壤温度垂直变异由大逐渐减小。各群落深层土壤温度日变化不明显 ,而季节变化较明显 ,不同群落间深层土壤温度水平变异和垂直变异差异以 6月最大 ,8月和 10月份差异较小。这是由于环型湿地的中心到边缘 ,土壤层的厚度逐渐变薄 ,土壤水分含量逐渐降低 ,泥炭层的厚度逐渐变薄以至消失 ,冻结层融解时间逐渐推迟造成的。环型湿地中心的致冷效应有利于有机质的积累和保持环型湿地生态系统的稳定性。研究环型湿地的土壤温度梯度有助于从水热角度来进一步揭示沼泽湿地的生态环境效应 ,为湿地的保护及合理利用提供科学依据。