测井曲线分析宝秀盆地晚新生代古气候与沉积环境

宝秀盆地晚新生代赋存了大量泥炭和褐煤,为了分析宝秀盆地泥炭和褐煤形成的古气候与沉积环境,利用自然伽马测井曲线的波形特征,并结合孢粉、岩性等地质资料,分析可知,泥炭主要形成于晚更新世和全新世,褐煤主要发育于新近纪,盆地晚新生代古气候经历了温热—温暖—温凉的凉暖气候交替的过程,沉积环境为湖泊和沼泽沉积。结果表明,自然伽马曲线频率与振幅的变化反映沉积环境稳定或动荡,自然伽马曲线值的高低对应了气候的温湿或干冷,因而可以利用自然伽马测井曲线分析古气候及沉积环境。     

若尔盖泥炭地地下水位和土壤温度对二氧化碳排放的影响

利用中型实验生态系,对若尔盖典型泥炭地二氧化碳排放通量开展地下水位控制实验。通过比较不同地下水位条件下泥炭地生长季(5~10月)二氧化碳排放通量的日变化和月变化,探讨若尔盖泥炭地地下水位和土壤温度对二氧化碳排放的影响。结果显示,5~7月中水位(控制水位为地表以下10 cm)下的二氧化碳排放通量最高,其次是低水位(控制水位为地表以下20 cm)下的排放通量,高水位(控制水位为地表0 cm)下的排放通量最低;8月各水位下二氧化碳排放通量差异不明显;9~10月的二氧化碳排放通量随水位降低而增加;整个生长季,水位由低到高的二氧化碳排放通量平均值分别为404.65 mg/(m2·h)、438.76 mg/(m2·h)和359.18 mg/(m2·h);二氧化碳排放通量随土壤温度变化而变化,其中,中水位条件下二氧化碳排放通量对温度变化最为敏感,其次是低水位下,高水位下相对最不敏感。暖干化的气候变化趋势将导致若尔盖典型泥炭地释放更多的二氧化碳到大气中。     

神农架大九湖湿地摇蚊群落组成及其环境指示意义

泥炭地是一种水-陆过渡型的湿地生态系统。水体沼泽化过程中,植被等生物群落也随之改变,进而影响泥炭地碳埋藏和发育过程。作为泥炭地生态系统重要的次级生产者,摇蚊群落结构变迁可以为追溯泥炭地环境演变和发育历史提供关键线索。泥炭地在发育过程中将经历各种不同阶段,然而,现有的泥炭地摇蚊群落调查仅限于泥炭生境或泥炭地中开阔水域,较短的生境梯度不足以提供更为全面的摇蚊群落变化信息。神农架大九湖湿地包含泥炭地、湖泊、临时性水体等多种生境,本研究选择该湿地公园作为研究区域,通过采集不同生境的表层沉积物及水体样品,提取底泥亚化石摇蚊头壳,分析大九湖湿地中不同生境下的摇蚊群落结构差异,并对其与环境因子间的关系进行探讨。结果表明:1)大九湖湿地不同生境中摇蚊优势种迥异,泥炭藓藓丘生境中Limnophyes、Psilometriocnemus、Pseudosmittia等半陆生种类为主要优势种,湖泊生境中则以典型静水种Polypedilum nubeculosum-type为主要优势种,而过渡性水域(泥炭地洼地、沟渠及水洼生境)中,静水种与半陆生种共存;2)烧失量、水位埋深和pH是塑造不同生境类型下摇蚊群落结构的显著环境因子,水文条件主要通过改变碳积累过程等其他环境条件间接影响生物群落组成;3)沿水生-半陆生生境梯度,有机质含量和类型均发生显著变化,而摇蚊群落也由静水种、静水/半陆生共存转变为以半陆生种为主,摇蚊群落对生境变化表现出良好的响应过程。本研究揭示了不同生境条件下摇蚊群落的结构差异及影响摇蚊群落结构的潜在因子,为未来基于摇蚊的长时间尺度上泥炭地发育过程分析提供参考依据。     

两种泥炭藓种群年龄结构与生长特征的对比分析

2004年8月中旬,在长白山西侧龙岗山脉中部的哈尼泥炭沼泽,应用“固有年际标记”方法,研究了中位泥炭藓(Sphagnum.magellanicum)与疣壁泥炭藓(Sphagnum papillosum)两种群分株数量和生物量的年龄结构、生物量和高度生长规律。结果表明:中位泥炭藓种群共分为4个龄级,分株的数量和生物量的年龄结构均呈稳定型;疣壁泥炭藓种群亦分4个龄级,但分株的年龄结构呈衰退型。两种泥炭藓种群分株每年生长的高度大体上相同,分株高度与龄级间均呈较明显的单调线性关系(p<0.01),两种群虽未出现异速生长现象,但老龄植株的高度、生物量变异程度均小于幼龄株。这与老龄级分株对水、养分及光资源的吸收利用的权衡能力较强有一定关系。     

不同水位控制条件下泥炭沼泽土壤微生物群落及酶活性

在白江河泥炭沼泽采集0～50 cm深度泥炭柱样品,通过室内水位控制实验,以持续淹水(对照)、持续低水位和波动水位,模拟短期排水条件,分析短期排水对泥炭土壤理化性质、活性有机碳组分、微生物群落以及酶活性的影响,并探讨泥炭沼泽土壤微生物生物量、酶活性对短期排水的响应及其影响因素。研究结果表明,持续低水位和波动水位处理下泥炭土壤p H减小,持续低水位处理下0～20 cm深度土壤易氧化有机碳和微生物量碳含量显著减小,而>20～50 cm深度土壤易氧化有机碳含量增大;波动水位处理下泥炭土壤微生物量碳含量显著大于持续低水位处理;泥炭土壤含水量、全氮含量和碳磷比是影响土壤活性有机碳组分变化的主要因素;持续低水位处理下泥炭土壤微生物磷脂脂肪酸含量小于对照处理和波动水位处理;除真菌外,各类型微生物磷脂脂肪酸含量在波动水位处理下都大于对照;持续低水位处理下0～20 cm深度土壤氧化酶活性无显著变化,水解酶活性都增强,而>20～50 cm深度土壤多酚氧化酶和水解酶活性减弱;与持续低水位处理相比,波动水位处理后0～20 cm深度土壤过氧化物酶活性增强,而水解酶活性减弱;土壤有机碳和全氮含量是影响土...     

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.      

哈尼泥炭δ^18O记录的过去14000年温度演变

在末次冰消期至全新世期间,格陵兰冰芯（GISP2）δ18O记录和北大西洋浮冰记录显示了一系列百年至千年尺度的突然变冷事件.但是这种反复出现的气温变冷模式在环大西洋以外区域,特别是在东亚区域是否也同时存出,还较少直接从温度代用记录方面进行系统研究.为此,从中国吉林省的哈尼泥炭中,提取了一个约14000年的泥炭纤维素δ18O温度代用记录.对比表明,哈尼泥炭纤维素δ18O温度记录几乎全部重现了由GISP2δ18O和浮冰记录所指示的突然的气温变冷事件,例如Older Dryas,Inter-Aller-d,Younger Dryas,以及9次浮冰事件,证明这种反复出现的气温变冷模式不仅出现在高纬度的北大西洋区域,同时也出现在中纬度的西北太平洋区域.此外,进一步论述了全新世的开始时间,大暖期、“8.2ka”事件、“4.2ka”事件、中世纪温暖期和小冰期等特征气候变化事件.同时根据泥炭沼泽生态环境的特征,还论述了哈尼泥炭纤维素δ18O对地表温度敏感响应及泥炭纤维素14C年龄准确性的原因.     

"泥炭气候成因说"的探讨

文章从沼泽有机质积累的本质和泥炭的定义出发,通过对地带性气侯与沼泽小气候、泥炭的现状分布与自然分布、“没有泥炭分布”地区与“不能形成泥炭”地区、地区差异与地带性分异规律等几对矛盾在泥炭形成与分布中的作用和地位的详细剖析,认为：各种地带性气候条件下都能因为地表积水而形成湿地小气候,不同地带内湿地小气候都具有湿润的特征;泥炭沼泽的形成与分布主要是与湿地小气候及积水厌氧环境有关,用与泥炭形成没有直接联系的地带性气候指标来研究泥炭形成与分布的规律性是不合逻辑的;地带性的水热条件主要对泥炭在不同地带的分布面积起到一定的控制作用;泥炭现状分布因为人类活动的影响已不是自然规律的表现,从不能反映泥炭形成与分布自然状况的泥炭现状分布来分析泥炭形成与分布的自然规律,显然也不能得出正确的结论;“没有泥炭分布”的地区并不是因为这里的水热条件组合不能形成泥炭,各自然地带内都可形成泥炭且所有地带内的泥炭特征都是相似的,没有必要将它们区别对待,这些事实说明“泥炭气候成因说”对泥炭形成与分布的规律性的解释是不合逻辑的,泥炭的分布不具有地带性的规律。     

若尔盖高原草甸土与泥炭土氧化CH4研究

若尔盖高原草甸土氧化大气CH₄的速率为-0.092～0.125 ng·g^-1·h^-1,氧化速率随着土壤深度的增加而减小,深度超过25cm的土层没有氧化大气CH₄的潜力;而高原泥炭土CH₄排放速率为0.236～1.088 ng·g^-1·h^-1,排放速率亚表层土(10～25 cm)最大.两种土壤均能氧化高浓度CH₄,泥炭土氧化大气浓度CH₄的速率是草甸土的15～22倍.两种土壤不同层次氧化高浓度CH₄的潜力都没有显著差异.降水减少或人为排水导致的泥炭地水位下降,将加强若尔盖高原土壤氧化CH₄从而减少CH₄排放.     

沙尘沉降可能阻滞泥炭地植被的自发演替

以长白山区泥炭地的6种泥炭藓孢子和8种维管植物种子为受试材料,进行室内模拟实验,对比研究了沙尘沉降对泥炭藓孢子和维管植物种子萌发的影响。数据分析显示,施加沙尘抑制除锈色泥炭藓外其他所有泥炭藓孢子的萌发,在接近自然沉降的50 g/(m²·a)水平时,这些泥炭藓孢子的萌发率均下降一半以上。无论沙尘施加量如何,有4种维管植物种子均未萌发。施加沙尘抑制了狭叶杜香（Rhododendron tomentosum）和小白花地榆（Sanguisorba parviflora）种子的萌发,但却对宽叶杜香（Rhododendron palustre）和燕子花（Iris laevigata）种子的萌发呈现一定的促进趋势。研究表明,沙尘沉降可抑制泥炭地泥炭藓孢子和部分典型维管植物种子的萌发,但可能会对非典型的或喜营养的泥炭地维管植物种子萌发产生促进作用。所以,长期存在的沙尘沉降,可能通过提高泥炭地N、Ca水平和pH值的作用,抑制泥炭藓孢子定居,阻滞中国长白山区泥炭地自发演替的进程。