神农架大九湖泥炭地藿类生物地球化学研究

<正>泥炭地尽管只占全球陆地面积的3%,有机碳的储量却高达全球土壤有机碳总量的30%,在全球陆地碳循环中起着重要的作用。因此,泥炭地关键带监测有着重要的科学意义。微生物活动是泥炭地关键带过程的主要营力之一。通过系统的环境条件-微生物活动-碳动态观测,可以帮助我们更好地认识泥炭地碳循环过程。藿类化合物是一类重要的细菌脂类标志物,在泥炭地中含量和种类丰富,可以用来指示泥炭地细     

若尔盖高原典型泥炭湿地水量平衡计算

若尔盖泥炭湿地具有蓄水、固碳和生态的重要功能,其地下水水位变化决定泥炭湿地面积维持或萎缩,但是其泥炭湿地的地下水水文过程和水量动态变化缺少系统的野外监测和研究。结合红原站气象资料,并于2017年5月、7月和9月在若尔盖黑河上游泥炭湿地典型小流域开展野外原位监测,利用MODFLOW模型建立小流域三维动态地下水运动模型,模拟地下水运动过程并计算水量动态平衡变化以及沟道排水能力。结果表明:泥炭湿地的主要补水方式是降雨,占补水总量的60%,其主要出流方式是沟道排水,排水比例最高达到53%;其次是潜水蒸发,出流比例为26%。切穿泥炭层的沟道排水能力是未切穿泥炭层沟道的2.5倍。若尔盖泥炭地的地下水位受降雨影响呈现季节性波动,在雨季其涨幅约为0.5 m。     

神农架大九湖泥炭地磷脂脂肪酸反映的微生物群落及生理变化

<正>泥炭地在全球碳循环中充当着重要的角色。开展泥炭地微生物活动与碳动态及气候-环境条件之间的相互关系研究,可以帮助我们更好地认识泥炭地短时间尺度碳动态变化过程及机制。磷脂脂肪酸(PLFA)已被广泛地用来表征土壤中微生物群落的变化。磷脂脂肪酸是活体微生物细胞膜的重要组成部分,随细胞死亡而迅速发生降解。不同种类的微生物会合成不同的磷脂脂肪酸。为了适应环境条件的变化,微生物也会改变磷脂脂肪酸的分布特征。此外,磷脂脂肪酸的碳与氢同位素组成可以用来指示微生物碳利用途径及生     

长江中游泥炭湿地有壳变形虫空间分布及其对水化学因子的响应

长江中游高山泥炭湿地在区域生态安全和生物多样性保护方面具有举足重要的地位,有壳变形虫是一类在泥炭湿地表面大量生活的原生动物,它们对环境变化敏感,是环境变化的有效指示器.泥炭湿地的现代生态学调查已经表明,有壳变形虫群落对泥炭的表面湿度和水文条件具有灵敏的响应,但是与其他环境条件如水化学因子的关系尚不明确.本文主要调查了长江中游高山泥炭湿地有壳变形虫群落特征及其对水化学因子的响应,发现Cr和Mn对有壳变形虫的群落组成具有较为明显的影响.有壳变形虫的群落组成在不同湿地间有一定差异,这种空间上的差异分布可能反映了湿地的不同类型、发育阶段和人类活动等信息.有壳变形虫可为湿地的科学管理、动态监测和可持续发展等方面提供有效的指示信息.     

鄂西亚高山泥炭地有壳变形虫生态监测及对水位的指示意义

开展湿地的生态监测研究是理解当今气候变化背景下湿地的生态响应、动态演化和生态服务功能变化的有效途径,也是湿地保护、科学管理、合理规划和生态恢复的内在需求.以我国鄂西地区广泛分布的典型亚高山泥炭湿地为研究地点,以在湿地中大量生活且对环境变化敏感的环境指示生物——有壳变形虫为研究对象,采用了一种较新的泥炭湿地水位长期定点监测方法——"PVC印迹法"监测湿地水位的长期变化,调查了有壳变形虫的生物多样性、群落组合特征及其与水位等主要环境因子的响应关系,共记录到有壳变形虫27种和类群（type）,隶属14个属.对有壳变形虫的群落组成与环境因子的关系排序分析显示,泥炭湿地的水位是有壳变形虫群落组成的主控环境因子,构建了有壳变形虫属种与水位的转换函数,该函数具有较好的预测和推导能力（R2=0.62）,为该地区泥炭湿地的古水位重建提供了现代过程的数据支持.      

三江平原典型湿地剖面有机碳分布特征与积累现状

研究了三江平原3类典型湿地（泥炭沼泽、腐殖质沼泽和沼泽化草甸）沉积物剖面有机碳的组分与分布特征。结果表明,泥炭沼泽、腐殖质沼泽和沼泽化草甸剖面有机碳分布具有明显的储碳层和淀积层。储碳层厚度分别约为110、60和15 cm,有机碳平均含量分别为295、280和60 g/kg（干物质重）。泥炭沼泽和腐殖质沼泽储碳层内,有机碳主要组分为分解程度低的轻组碳（约占总有机碳的70%以上）,沼泽化草甸的储碳层内轻组碳约为16%。储碳层以下淀积层的有机碳含量都 < 30 g/kg,轻组碳含量很少。3种类型湿地剖面轻组碳与总有机碳之间有着极显著的正相关关系（[WTBX]P[WT]=0.01）。初步建立了湿地有机碳储量的估算方法,得到3种类型湿地剖面1 m内的有机碳储量分别为6.62×104、4.90×104和1.44×104 t/km2,2 m内分别为8.16×104、6.81×104和2.24×104 t/km2。     

互花米草入侵下福建漳江口红树林湿地土壤生态化学变化

采集了福建云霄漳江口米草入侵下红树林自然湿地保护区内红树林群落、米草群落、红树林—米草交互群落以及光滩的剖面土壤样品,分析了土壤的总养分库、有效养分库及微生物活性等指标。结果表明,不同植被群落下土壤理化性质均存在明显差异。土壤有机质、全氮、全磷、阳离子交换量和微生物生物量碳、氮在同一深度的含量变化为：红树林>红树林—米草混作>米草>光滩;土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶等酶活性指标也表现出相似的变化趋势。从深度变化而言,上述各项土壤质量指标均随剖面深度而降低。米草入侵后土壤的各项养分指标均有明显下降,湿地土壤生态化学性质发生了明显的退化。土壤有机碳、土壤微生物生物量碳、氮含量以及土壤蔗糖酶与磷酸酶活性对滨海湿地土壤退化的反映最为强烈, 可以作为指示性指标。     

黄河三角洲新生湿地土壤对营养成分和碳的扣留

研究碳的扣留和埋藏速率对全球碳收支平衡预算有重要的意义。为了研究碳的年均扣留量,2007年5月,选择黄河三角洲新生湿地的3种植被,由建林乡附近至河口布设8个剖面,在枯水季节进行剖面原位取样以及含水量、有机碳、总碳和营养成分的实验室分析测试。同时利用黄河三角洲分流河道频繁改动过程中沉积间断所形成的古土壤层作为新生湿地的时间标计算沉积物的沉积速率,从而计算出碳的加积速率。结果表明：虽然湿地沉积物碳的浓度非常低,其总碳与有机碳的浓度分别为＜2%和＜1%,其土壤的碳氮比为50～53, 远高于稳定的湿地土壤同名组分值15～25,但由于研究区较高的沉积速率,其碳的加积速率与世界其它地区的盐沼湿地相当,总碳和有机碳的加积速率分是为594～1771g/(m2·a）和58～228g/(m2·a）。且前者受控于沉积物的沉积速率,与各营养成分总量的加积速率显著相关,而后者主要与有机碳浓度以及其它营养成分Mn、Cu、Zn和Fe等呈显著正相关。该湿地土壤的营养成分可作为湿地演化的端元成分。     

神农架大九湖泥炭湿地甲烷通量特征及其与土壤微生物群落组成的关系

虽然神农架大九湖泥炭湿地的甲烷排放特征、土壤微生物群落组成已有一些研究,但是关于微生物群落与甲烷排放量的关系及影响的研究不多.采用涡度相关法和高通量测序技术,探讨2016年3月~2017年2月微生物对大九湖泥炭湿地CH₄通量排放的影响.结果表明,大九湖泥炭湿地研究期间表现为CH₄的源,年总排放量5 566.27 mg·m-2,日平均排放速率10.96 nmol·m-2·s-1;春、夏、秋、冬四季的平均通量分别为12.06、22.47、3.02、2.92 nmol·m-2·s-1;研究区优势菌为泉古菌（54.6%）、广古菌（18.9%）、酸杆菌（12.6%）等.对不同季节样品Shannon指数进行单因素分析,p值为0.000 127,分析结果表明:CH₄月通量变化均呈明显的倒“U”型;夏季CH₄通量最高,冬季最低;不同季节的微生物群落物种多样性存在显著差异;夏季、冬季微生物群落组成与CH₄通量分别呈显著正相关、显著负相关;未鉴别出的菌群和俭菌总门与CH₄通量呈极显著正相关关系,泉古菌门与CH₄通量呈极显著负相关关系.      

互花米草入侵下福建漳江口红树林湿地土壤生态化学变化

采集了福建云霄漳江口米草入侵下红树林自然湿地保护区内红树林群落、米草群落、红树林-米草交互群落以及光滩的剖面土壤样品,分析了土壤的总养分库、有效养分库及微生物活性等指标.结果表明,不同植被群落下土壤理化性质均存在明显差异.土壤有机质、全氮、全磷、阳离子交换量和微生物生物量碳、氮在同一深度的含量变化为:红树林＞红树林-米草混作＞米草＞光滩;土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶等酶活性指标也表现出相似的变化趋势.从深度变化而言,上述各项土壤质量指标均随剖面深度而降低.米草入侵后土壤的各项养分指标均有明显下降,湿地土壤生态化学性质发生了明显的退化.土壤有机碳、土壤微生物生物量碳、氮含量以及土壤蔗糖酶与磷酸酶活性对滨海湿地土壤退化的反映最为强烈,可以作为指示性指标.     

全球变化背景下北方泥炭地释放溶解有机碳的驱动机制

泥炭地（peatland）是一类储碳效率很高的特殊陆地生态系统,其碳储量约占全球土壤碳库的近1／3,对全球碳循环有着举足轻重的作用。有证据表明在过去20余年,北半球大范围的天然水体中溶解有机碳的浓度呈显著增升趋势。普遍认为与全球变化背景下北方泥炭地大规模释放溶解有机碳有关,但其驱动机制尚不十分清楚。已经提出的具有代表性...     

我国贫营养泥炭沉积的物质组成、理化特性及水化学环境分析

泥炭藓是贫营养泥炭类型中的建群植物，由于生态水环境主要靠大气降水补给，少受其他水源的污染，可自然反映古降水、古湿度的情况，所以是古气候研究最理想的纤维素同位素测试材料之一。因此，弄清我国贫营养泥炭沉积的物质组成及水化学环境特征，具有重要意义。笔根据多年来的国内外野外调查，结合收集到的资料，以东北大小兴安岭山地的泥炭辞贫营养泥炭地为基础，与美国、加拿大以及俄罗斯等国家的同类泥炭地相比较，对我国贫营养泥炭沉积的物质组成、理化特性及水化学环境做了系统的分析研究，并就此讨论了湿地保护中的一些实际问题，以及相应的对策。     

研究煤相的几种方法(二)

泥炭沉积的各种环境与泥炭沼泽中水深声关,因为水深可以影响到发育的植物类型以及岩石实体保存的形式。根据Osvald命名法可以区分三个与水位有关的带:（1）陆地沼泽带(在高水位以上),(2)湿草地沼泽带(介於高、低水位之间);(3)湖泊沼泽带(水下沉积区)。      

苏北潮滩湿地不同生态带碳、氮、磷分布特征*

通过对比苏北潮滩湿地不同生态带的表层以及柱状沉积物中总有机碳、总氮、总磷和有机磷含量,并结合不同植被不同植株部位中碳、氮、磷的含量变化,分析了潮滩沉积物中碳、氮、磷的垂向和水平分布特征与规律,探讨了不同生态带以及潮滩植被对碳、氮、磷等生源要素的富集作用。对比分析结果表明:苏北潮滩湿地各生态带对不同的测量指标有着不同的富集作用,互花米草滩的总有机碳、总氮和有机磷含量要远大于其他几个生态带,光滩沉积物中总磷的含量最高; 粒度效应是控制互花米草前缘地带以及互花米草滩沉积物中有机碳和氮分布的一个重要因素,盐蒿和芦苇滩中有机碳和氮的分布更多的是受粒度之外的其他因素影响; 不同生态带表层沉积物中的C/N比值分布,大致可反映其有机物来源的差异,而不同生态带中柱状沉积物中的C/N比值相对接近,很难根据C/N比值大小来对不同生态带中的有机物来源进行判断,这可能是埋藏在柱状沉积物中的有机物更多的受到了早期成岩作用造成的。植被对潮滩湿地中碳、氮、磷的分布有着重要影响,3种物质在互花米草、盐蒿和芦苇中的含量差别不是很大,因此潮滩植被对沉积物中上述3种物质的贡献差别主要是由不同植被的生物量和其所处环境的沉积动力差异造成的。     

湖北神农架大九湖泥炭地泥炭藓共生细菌群落分析

对采自湖北神农架大九湖泥炭地泥炭藓(Sphagnum palustre)样品进行了不同预处理,之后提取微生物基因组DNA,构建克隆文库进而对泥炭藓共生菌的群落结构进行分析.菌落培养实验和荧光定量PCR结果显示,双氧水能杀死泥炭藓表面附生的微生物及破坏部分DNA,为研究泥炭藓内共生细菌提供一定的途径.群落组成分析结果表明双氧水处理后,所获得的细菌克隆文库的群落特征发生了改变,主要表现在细菌种类的减少及各菌门所占比率的变化上:NTX-0中酸杆菌门(Acidobacteria)和变形杆菌门(Proteaobacteria)百分比含量分别位居第一和第二,而经过双氧水进行表面除菌后NTX-0-degerming中变形菌门(Proteobacteria)占了绝对优势;而在NTX-2-degerming中,蓝细菌门(Cyanobacteria)占绝对主导地位,细菌的群落多样性明显降低,细菌种类减少.系统发育分析表明与泥炭藓内共生的细菌一方面能适应大九湖泥炭湿地酸性、贫营养的环境,另一方面能为泥炭藓提供碳源、氮源,从而参与泥炭湿地的元素循环.尤其值得注意的是在内共生菌中发现了Ⅱ型甲烷氧化菌,证实了甲烷氧化菌与泥炭藓的内共生关系,暗示着这类细菌通过自身的代谢进而影响全球碳循环的潜在意义.此外,首次报道了利用细菌的通用引物扩增出了大量泥炭藓叶绿体的序列,这可能为叶绿体内共生学说提供佐证.     

泥炭地碳源汇功能与“双碳”目标

自工业革命以来,大气中CO₂浓度快速升高导致了全球变暖,并引发了一系列气候和环境问题。应对气候变化、实现“碳达峰与碳中和”(以下简称“双碳”)已成为世界各国共同倡导的目标;而理解自然系统的碳源汇功能,对实现这一目标具有重要的意义。泥炭地是世界上分布最为广泛的湿地类型,对全球碳循环和气候变化有着十分重要的影响,其在实现“双碳”目标中的重要性受到越来越多的关注,这也使泥炭地碳循环研究成为前沿领域。本文简要回顾了国内外泥炭地碳循环的研究现状,阐述了泥炭地的碳源汇特征(包括CO₂净交换、 CH₄排放、溶解有机碳迁移、碳累积)、变化及驱动机制,并对其在实现“双碳”目标中的作用进行了分析。总体来说,泥炭地碳循环对全球碳源汇估算具有重要的影响,未来需进一步加强对泥炭地分布和碳库的研究,强化泥炭地生态环境演变规律、碳循环-相关过程对气候变化的敏感度以及研究薄弱地区等的针对性研究。在此基础上,科学地可持续管理和恢复退化泥炭地,如人为水文调节,以保持甚至增加其碳汇潜力和储存碳的稳定性,可发挥泥炭地在“双碳”时代的最大碳汇潜力,也将是减缓气候...     

喀斯特河水CO_2释放研究意义及进展

<正>河流连接陆地与海洋,在向海洋输送碳(0.9 Pg C yr-1)的同时向大气释放了大量CO2(1.8 Pg C yr-1[1])。输送量级与IPCC最新估计的陆地生态系统净吸收碳的量相当(2.6Pg C yr-1)。这种新认识更新了陆地碳支出核算[2],已经被纳入了IPCC(2013)最新公布的全球碳循环模型。河流水-气界面CO2交换研究对区域和全     

浅钻技术在若尔盖地区泥炭调查中的应用

泥炭是一种具有多种用途的宝贵自然资源,泥炭中的有机碳储量是研究全球碳库变化及碳循环过程的重要参数。由于泥炭多分布于沼泽中,且泥炭松软含水量大的特性,对于泥炭深度的调查、获取用于测试泥炭原状样品的质量不高,导致泥炭碳储量评价仍存在不确定性和偏差。笔者等在典型泥炭形成地若尔盖沼泽湿地地区,开展了浅钻泥炭调查取样工作,通过在泥炭斑块边缘及中心两种不同沼泽湿地地层开展的试验,验证了轻便钻机在难进入的沼泽湿地的适应性,配套的振动冲击工艺可高质量的获得无扰动的泥炭样品,同时查明了泥炭层的厚度。通过试验初步探索了采用轻便钻机配套振动冲击钻进工艺进行泥炭调查取样的有效性。浅层取样钻探作为泥炭调查取样的一种直接有效的技术手段,可以有效地提高泥炭调查效率和精度,为准确评价泥炭储量数据提供可靠的钻探技术服务支撑。     

浅钻技术在若尔盖地区泥炭调查中的应用

泥炭是一种具有多种用途的宝贵自然资源,泥炭中的有机碳储量是研究全球碳库变化及碳循环过程的重要参数。由于泥炭多分布于沼泽中,且泥炭松软含水量大的特性,对于泥炭深度的调查、获取用于测试泥炭原状样品的质量不高,导致泥炭碳储量评价仍存在不确定性和偏差。笔者等在典型泥炭形成地若尔盖沼泽湿地地区,开展了浅钻泥炭调查取样工作,通过在泥炭斑块边缘及中心两种不同沼泽湿地地层开展的试验,验证了轻便钻机在难进入的沼泽湿地的适应性,配套的振动冲击工艺可高质量的获得无扰动的泥炭样品,同时查明了泥炭层的厚度。通过试验初步探索了采用轻便钻机配套振动冲击钻进工艺进行泥炭调查取样的有效性。浅层取样钻探作为泥炭调查取样的一种直接有效的技术手段,可以有效地提高泥炭调查效率和精度,为准确评价泥炭储量数据提供可靠的钻探技术服务支撑。     

晚全新世黔西南喀斯特地区兴义泥炭高分辨率腐殖化度记录研究

季风气候区泥炭重要组成部分—贵州泥炭的研究较缺乏,其腐殖化度的环境指示意义尚有待挖掘.对黔西南喀斯特地区的兴义泥炭XY1钻孔进行AMS14C测年并构建年代框架,结合不同波长的高分辨率腐殖化度测定,及钻孔沉积速率和碳累积速率,重建黔西南3000～1770 cal.a B.P.的泥炭沉积过程,并探讨其可能的受控机制.结果表...