三江平原沼泽湿地土壤有机碳的垂直分布特征研究

以三江平原腹地挠力河、别拉洪河、浓江河流域天然沼泽湿地为研究对象,并以湿地开垦后的农田为对照,研究了沼泽湿地不同层次土壤中有机碳含量的垂直分布特征及其与pH值、N素的相关关系。结果表明,沼泽湿地土壤有机碳的垂直分布随土壤深度、植物群落类型和农业耕作方式的变化而变化;开垦使天然沼泽湿地0～45cm土壤有机碳损失90%以上;土壤不同层次有机碳含量与pH呈显著负相关(r=-0.651**,P<0.01),与全氮呈显著线性正相关。     

三江平原典型湿地土壤腐殖质的剖面分布及其组成特征

以三江平原腹地挠力河、别拉洪河、浓江河流域自然沼泽湿地为研究对象,研究了典型湿地土壤腐殖质的剖面分布及其组成特征,并探讨了土壤腐殖质与植被类型及土壤全氮含量的关系。三江平原典型湿地土壤草根层和泥炭层中胡敏酸(HA)和富里酸(FA)的累计含量在整个剖面总量中的比例均大于70%,各组分相对含量分别高于35%总有机碳和23%总有机碳,其剖面分布与土壤有机碳(SOC)的变化趋势一致,由表层向下层逐渐减少。除小叶章湿地土壤草根层HA/FA值为0.97外,三江平原典型湿地土壤HA/FA均大于1,其剖面均值为1.4~2.5,表明三江平原湿地为胡敏酸型土壤.腐殖质各组份含量及其HA/FA值因植被类型而异,而与土壤全氮含量呈显著线性相关(p<0.05)。     

鄱阳湖典型洲滩湿地土壤环境因子对植被分布影响研究

湿地植被生长的影响因素包括非生物因素和生物因素两部分。其中,非生物因素中对湿地植被格局影响较大的主要是水文和土壤环境因子,也是当今湿地生态水文过程研究的热点和重点。通过研究鄱阳湖典型洲滩湿地4种植物群落带下各土壤环境因子的含量变化特征,结合研究区20个植被样方的典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)排序,分析了鄱阳湖典型洲滩湿地主要土壤环境因子及其对植被分布的影响。结果表明:不同植被群落下的全氮含量有明显差异,依次为苔草带藜蒿-狗牙根带芦苇-苔草带苔草-虉草带;总有机碳与全氮含量大小在不同植被群落带的分异趋势相同,二者存在极显著相关关系;土壤全磷含量随植被群落不同的变化规律不明显;随植被群落带离湖泊水体距离逐渐减小,土壤中速效钾含量有增大的趋势,但程度较小。鄱阳湖典型洲滩湿地土壤有机碳与全氮、有效磷呈极显著相关关系,土壤含水量与土壤有效磷呈显著负相关关系,有效磷与全氮呈极显著相关关系。土壤含水量是影响鄱阳湖湿地研究区植被分布的最主要因素,土壤pH、全钾含量也是影响湿地植被分布的重要土壤环境因子。     

黄河口湿地土壤磷素动态分布特征及影响因素

以黄河口湿地为研究对象,对2008年10月、2009年5月和8月、2010年8月4次野外调查所获取的样品进行室内分析,研究土壤磷素的时空分布特征,并分析土壤理化性质、植被及微生物对磷素分布的影响。结果表明：农业种植区表层土壤全磷（TP）、有效磷（Olsen-P）含量均高于自然湿地的。自然湿地土壤全磷水平和垂直分异均较小,变幅分别为429.19～693.30mg/kg,408.55～663.03mg/kg;有效磷含量水平和垂直分异均较大,变幅分别为0.27～13.48mg/kg,0.08～9.57mg/kg,研究区有效磷含量处于四级及以下水平。土壤全磷水平和垂直方向季节动态变化幅度很小,变异系数分别为5.80%和1.15%;有效磷季节变化明显大于全磷的季节变化,变异系数分别为29.21%和31.09%。土壤磷素分布特征与土壤理化性质、植被分布和微生物的作用相吻合,土壤全磷含量与粘土和粉砂含量、全氮、有机碳含量呈显著正相关关系,与容重呈极显著负相关关系,有效磷含量与土壤粘土和粉砂含量呈显著正相关关系;不同植被群落土壤全磷含量水平和季节变化较小,有效磷含量水平和季节变化明显;植被根际土全磷含量略高于非根际的,碱蓬有效磷的根际效应显著,根际土有效磷含量明显高于非根际的;植被对磷素的吸收累积量与根际土壤磷素含量呈弱的负相关关系;植被根际微生物活性与根际土壤有效磷含量呈极显著正相关关系。     

黄河口滨岸潮滩不同类型湿地土壤氮素分布特征

对黄河口滨岸潮滩不同类型湿地土壤氮分布特征进行了对比研究。结果表明,湿地土壤氮以有机氮为主,无机氮所占比例较低且以铵态氮为主。土壤氮水平分布特征明显,TN、NH4+-N和NO3--N含量较高的分别是芦苇湿地、碱蓬-柽柳湿地(过渡带)湿地和芦苇湿地;土壤氮垂直分布特征亦明显,表现为表层土壤氮含量大于下层,其中,TN、NH4+-N和NO3--N含量垂直变化最明显的分别是三棱蔗草-朝天委陵菜湿地、碱蓬湿地和芦苇湿地。影响土壤氮分布的主要因素有水分条件、植被类型及微生物活动等。相关分析表明TN与有机氮、有机质呈极显著正相关(P<0.01),NH4+-N与TP呈显著负相关(P<0.05)。研究发现,植被对调整湿地氮的空间分布有一定作用,从而为湿地生态修复提供了理论依据。     

小兴安岭森林沼泽湿地土地利用变化对土壤活性碳组分的影响

[目的]以小兴安岭森林沼泽为研究对象,研究湿地经过人类活动开垦为农田,和排水造林,以及弃耕地的土壤活性碳组分,为深入了解土壤活性碳组分动态变化及其可能影响全球变暖的机制研究提供科学依据。[方法]选择小兴安岭森林沼泽湿地4种土地利用方式(天然沼泽、排水湿地、弃耕地、农田)为研究对象,在野外调查和室内分析的基础上,对比分析土壤有机碳(SOC)、溶解性有机碳(DOC)、微生物碳(MBC)、易氧化碳(EOC)、轻组有机碳(LFOC)、颗粒有机碳(POC)的含量变化和比例关系,并用相关分析法分析土壤有机碳各活性组分之间的关系。[结果]不同土地利用方式土壤有机碳含量随土层深度增加而降低,总体上,在土壤剖面上,天然沼泽的SOC含量大于其他土地利用方式,其他3种土地利用方式之间差异不显著(p0.05)。不同土地利用方式下土壤活性碳组分(DOC,MBC,EOC,POC,LFOC)含量在垂直分布上均呈现出随土壤深度的增加而降低的趋势,土壤活性碳组分含量顺序总体上呈:天然沼泽排水湿地弃耕地农田。4种土地利用类型土壤DOC占SOC的比例,在垂直剖面上,无明显规律变化。土壤SOC含量与DOC,MBC,EOC,POC,LFOC之间的相关性均达到显著水平(p0.05)。土壤DOC和MBC之间呈显著性正相关(p0.05),LFOC和POC之间呈极显著性正相关(p0.05),EOC与其他活性碳组分相关性均不显著(p0.05)。[结论]土地利用变化会对小兴安岭森林沼泽土壤活性碳组分产生影响,应该合理开发小兴安岭森林沼泽湿地。     

三江平原环型湿地土壤养分的空间分布规律

以三江平原环型湿地作为研究对象，对其环带状植被区湿地土壤的有机碳、全氮、全磷和全钾的空间分布规律进行了初步研究。结果表明，环型湿地土壤有机碳、全氮、全磷和全钾具有明显的空间水平分异规律，有机质、全氮、全磷的含量由环型湿地中心向边缘逐渐减少，全钾的含量和碳氮比逐渐增加。土壤有机碳、全氮、全磷和全钾在垂直方向上具有明显的分层和富聚现象，自上而下，有机质的含量逐渐降低；全氮含量除漂筏苔草群落外，其他各群落土壤全氮含量呈先增加后减少的分布；大部分植物群落全磷含量呈先减后增的“V”型分布；全钾含量呈表层和底层较高、中间层较低的“中空”状分布。通过相关分析表明，环型湿地土壤有机碳与全氮具有相似的空间分布规律，全钾与有机碳、全氮具有相异的空间分布规律，而全磷具有自己独特的空间分布规律。环型湿地土壤的有机碳、全氮、全磷和全钾的空间分布主要受植物体元素含量、生物过程和水文地貌过程影响，它通过过程影响湿地的功能。研究环型湿地的有机碳、全氮、全磷和全钾的空间分布规律不仅有助于完善湿地土壤形成和发育的理论，探明湿地的生态过程和功能，而且为合理利用和保护湿地提供科学依据。     

鄱阳湖南矶山湿地土壤养分的时空分布规律研究

通过研究鄱阳湖南矶山湿地土壤在不同季节、不同植被类型和不同土壤深度下总有机碳、总氮、总磷的含量变化,分析了鄱阳湖南矶山湿地土壤养分的空间分布特征和季节变化规律。结果表明：南矶山湿地土壤总有机碳、总氮、总磷含量在不同的土壤深度、季节和植被类型中均表现出极显著差异。其中南矶山灰化苔草、南荻、狗牙根植被群落样地0~15cm表层土壤总有机碳、总氮含量显著大于30~45cm底层含量;灰化苔草、南荻群落土壤总有机碳和总氮含量的季节变化明显,尤其是表层土壤在各个不同的季节差异显著,但狗牙根植被群落土壤总有机碳和总氮含量季节变化不明显;3种典型植被类型下土壤总磷含量季节变化明显,呈现＂N＂的变化趋势。土壤总有机碳与总氮含量极显著正相关、与总磷含量显著相关,表明鄱阳湖南矶山湿地土壤氮、磷主要以有机质的结合形态存在。     

沼泽垦殖前后土壤呼吸与CH_4通量变化

湿地是陆地生态系统的重要组成部分,在碳的储存中起着重要作用。湿地垦殖后,在相同季节根层土壤温度明显高于沼泽湿地土壤,但垦殖后土壤有机碳、氮素含量明显降低,C:N比值减小,土壤呼吸通量增大,且具有季节性变化。垦殖8年的农田土壤,呼吸通量大于垦殖15年的农田土壤,弃耕后土壤有机碳含量及土壤呼吸强度有所增加,土壤呼吸通量与土壤温度呈显著正相关关系。沼泽湿地土壤为大气CH4的重要源,通量季节性变化明显,沼泽垦殖后农田土壤成为CH4的汇,不同垦殖年限土壤间CH4通量差异性不大。     

东北寒温带永久冻土区森林沼泽湿地生态系统碳储量

摘 要 湿地在全球碳循环中具有重要作用，但目前湿地碳储量估算仍存在诸多不确定性。利用相对生长方程与碳/氮分析仪测定法，同步测定寒温带大兴安岭永久冻土区沿过渡带环境梯度依次分布的7种典型天然沼泽类型(草丛沼泽-C、灌丛沼泽-G、毛赤杨沼泽-M、白桦沼泽-B和落叶松苔草沼泽-LT、落叶松藓类沼泽-LX、落叶松泥炭藓沼泽-LN)的生态系统碳储量(植被和土壤)、植被净初级生产力与年净固碳量，定量评价各沼泽类型的生态系统碳库及植被固碳能力，并揭示两者沿过渡带环境梯度的空间分布规律性。结果表明：①其植被碳储量(3.60~62.18 t·hm-2)沿过渡带环境梯度呈先上升后降低的偏态型分布趋势；②土壤碳储量(179.47~320.81 t·hm-2)呈森林沼泽(M除外)与灌丛沼泽显著高于C (56.4%~78.8%，P<0.05)和M (32.0%~50.9%，P<0.05)的变化规律性；③生态系统碳储量(183.07~347.14 t·hm-2)也呈现森林沼泽(M除外)与灌丛沼泽显著高于C (64.0%~89.6%，P<0.05)和M (28.1%~48.1%，P<0.05)的变化规律性，但森林沼泽土壤碳储量占比(82.1%~96.4%)要低于C和G (98.0%~98.3%)；④植被净初级生产力(6.76~11.22 t·hm-2·a-1)和年净固碳量(2.97~5.37 t·hm-2·a-1)均呈现森林沼泽(LN除外)显著高于C和G (26.9%~61.4%和30.5%~66.0%；38.6%~77.2%和41.4%~80.8%，P<0.05)的变化规律性。因此，寒温带永久冻土区各类型沼泽湿地的生态系统碳储量均相对较低(仅相当于北方泥炭地碳储量(390~1 395 t·hm-2)下限值的46.9%~89.0%)，且沿过渡带环境梯度总体上呈递增趋势；森林沼泽(LN除外)的植被固碳能力强于灌丛沼泽与草丛沼泽，且前者略高于全球陆地植被年均净固碳量估计值(4.1 t·hm-2·a-1)，而后两者仅相当于其3/4。     

豫东黄河故道大型土壤动物群落组成及多样性研究

为查明故道湿地大型土壤动物类群对不同湿地类型的响应,于2014年对豫东黄河故道的盐碱滩地、湿草地、芦苇湿地和林地4种类型湿地的大型土壤动物群落进行了调查。结果表明:豫东黄河故道不同湿地类型大型土壤动物群落的类群数和优势类群均存在显著差异,优势类群和主要类群的差异也反映出不同湿地类型环境的异质性。季节变化对大型土壤动物群落类群数、密度和多样性指数均有显著影响(P0.05或P0.01),且不同湿地类型大型土壤动物对季节变化的响应存在差异。湿地不同的土壤环境因子,尤其是土壤有机质、氮磷和土壤微生物生物量碳氮的含量与大型土壤动物类群数、密度和多样性间存在显著相关关系(P0.05或P0.01)。     

基于随机森林方法研究鄱阳湖典型洲滩植被群落分布与表层土壤因子耦合关系

准确识别湿地植被与土壤的相互作用是湿地恢复和保护的重要前提。水文情势是影响鄱阳湖地区植被分布的关键因子,而植被分布格局则会对湿地土壤养分累积与赋存形态产生影响。本文利用优化的随机森林(Random Forests)算法,基于多环境变量预测了鄱阳湖典型低滩植物(虉草,Phalaris arundinacea Linn)和高滩植物(南荻,Triarrhena lutarioriparia L. Liu)的分布,进而分析这两种植被表层土壤养分累积差异。结果表明:随机森林模型对虉草和南荻预测的精度分别达到了89.6%和89.3%。模型给出了土壤因子的重要性排序。按土壤因子与虉草分布的密切相关程度,重要性依次为全钾、氨氮、有机质、含水率、全氮、有效磷、全磷、pH和硝态氮;按土壤因子与南荻分布的密切相关程度,重要性依次为全钾、pH、有机质、全氮、全磷、硝态氮、氨氮、含水率和有效磷。从植被分布与土壤因子的偏依赖图中可得出,南荻分布区较虉草分布区土壤酸性更强;虉草分布与土壤全氮、氨氮含量呈负相关关系,南荻分布则与土壤全氮含量呈正相关关系,而与氨氮关系不显著;虉草分布与土壤全磷含量正相关,而南荻则与全磷负相关;虉草和南荻与土壤有效磷相互作用关系较弱;此外虉草分布区钾含量低,二者负相关,而南荻分布区钾含量高,二者正相关。随机森林方法适用于模拟复杂的非线性关系,给出了单个土壤因子与植被之间的偏依赖关系,易于给出生态学意义上的解释,在研究湿地植被与环境因素的相互作用关系中有极大的推广价值。     

Responses of nitrogen cycling and related microorganisms to brackish wetlands formed by evapotranspiration

Elevated evapotranspiration due to warmer air temperature could raise salinity and nutrient levels of some inland wetlands, potentially impacting nitrogen cycling. To characterize the impact of high evapotranspiration on soil microbial nitrogen cycling in inland wetlands, we compared freshwater and brackish marsh(or non-marsh) wetlands in terms of sediment ammonia-oxidizing rate(AOR), denitrifying rate(DR), and related microbial communities in a typical inland basin, the Hulun Lake basin, in Chi...     

湿地植物对土壤生态系统中氮含量变化的响应

氮是植物生长必需的生源要素之一,湿地生态系统中土壤氮转化过程直接影响着湿地植物可吸收利用的有效氮含量的多寡,对植物的生长、演替和初级生产力具有明显的制约作用;湿地植物在富氮土壤中生长能够获得较高的生产力;灰色关联分析表明湿地植物氮含量主要受土壤中铵态氮和硝态氮含量变化的制约;建坝、农耕、放牧、排水等人类干扰活动也可通过改变湿地土壤氮含量而对湿地植物的生长产生影响.     

我国湿地碳循环的研究进展

湿地生态系统的碳循环正成为全球变化与陆地生态系统碳循环研究中的一大热点,在稳定全球气候变化中占有重要地位,其重要性主要表现在湿地土壤是陆地重要的有机碳库,土壤碳密度高,能够相对长期地储存碳,是多种温室气体的源和汇。目前湿地碳循环的研究主要集中在碳循环的影响因素方面,对我国湿地土壤有机碳储存的变化及其空间分布规律的特点研究较少。本文通过文献综述,研究我国不同气候区湿地土壤有机碳的储存变化及空间分布规律,对于了解湿地土壤有机碳的储存特点及其与陆地生态系统碳循环的关系,评价和保护湿地生态系统都具有重要的科学意义。     

鄱阳湖湿地植物群落分布特征

通过研究鄱阳湖典型洲滩湿地4种植物群落带下各土壤环境因子的含量变化特征,结合研究区20个植被样方的典范对应分析（Canonical Correspondence Analysis,CCA）排序,分析了鄱阳湖典型洲滩湿地主要土壤环境因子及其对植被分布的影响。结果表明:Jaccard指数、Sorensen指数和Cody指数均表现为:藜蒿—苔草带 < 芦苇—藨草群落 < 苔草—狗牙根群落 < 苔草—藨草群落,随生境梯度呈递减规律,而Bray curtis指数则表现为藜蒿—苔草带 > 芦苇—藨草群落 > 苔草—狗牙根群落 > 苔草—藨草群落,随生境梯度呈递增规律。土壤总有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮呈一致的变化规律,均表现为苔草—藨草群落 > 芦苇—藨草群落 > 苔草—狗牙根群落 > 藜蒿—苔草带,而土壤速效磷表现为藜蒿—苔草带 > 苔草—狗牙根群落 > 芦苇—藨草群落 > 苔草—藨草群落,不同植被带土壤全磷含量差异均不显著（p > 0.05）。相关性分析表明,不同植被带Bray curtis指数均与土壤养分呈负相关,Jaccard指数、Sorensen指数和Cody指数均呈正相关,沿河岸带的增加,其相关系数的绝对值逐渐增加,而土壤磷素与湿地多样性指数没有显著的相关性（p > 0.05）。CCA排序分析表明:土壤环境因子具有明显的生态梯度,土壤总有机碳是影响研究区植被分布的最主要因素,土壤全氮是影响湿地植被分布的次要土壤环境因子。     

洞庭湖湿地植被系统的碳贮量及其分配

利用生物量调查和实验数据.对洞庭湖湿地植被生态系统的碳密度、碳贮量及其分配进行研究.结果表明:乔木层植被碳密度为15.607～40.501 t/hm~2,草本层植被为5.906～21.632 t/hm~2.水生植物植被1.460～3.492 t/hm~2,平均14.954 t/hm~2比温带地区湿地植物碳密度高;未受干扰草甸土壤碳密度为260.510 t/hm~2,每年收获产品草甸是185.492 t/hm~2,林地234.513 t/hm~2,水生植物土壤为206.882 t/hm~2,低于全国湿地土壤平均值.碳贮量分配中.植被层、凋落物层和土壤层的碳贮量分别占各植被类型系统碳的总贮量的0.47%～14.69%,0.29%～1.10%和84.54%～99.53%.每年收获部分产品的草甸土壤碳密度只有未受人为干扰草甸的71.2%,原生草本植物草地改造成林地后,6年的时间,土壤的碳密度减少了10%.因此,控制人为干扰,防止湿地破碎化、保护好湿地、保证湿地的固碳潜力,是湿地管理中应该优先考虑的问题.