长江口典型湿地植被储碳、固碳功能研究——以崇明东滩芦苇带为例

湿地生态系统具有很强的储碳、固碳能力,在全球碳循环中占有重要地位.为了解长江口典型湿地芦苇(Phragmites australis)的储碳、固碳情况,通过实地调研与实验室测定相结合的方法,研究了崇明东滩芦苇带湿地植被的生物量和初级生产力,并测算了其碳储量和固碳能力.结果表明:长江口典型芦苇带湿地植被的碳储量较大,为2.66～5.74 kg·m-2,平均4.02 kg·m-2,且地下部分的生物现存量大于地上部分,地下/地上生物量比率为2.33～3.64,平均2.96,碳储量是地上部分的近3倍;长江口典型芦苇带湿地具有很强的固碳能力,达1.11～2.41 kg·m-2·a-1,是全国陆地植被平均固碳能力的2.3～4.9倍,全球植被平均固碳能力的2.7～5.9倍.     

春季休牧对内蒙古羊草草原有机碳储量的影响

为了揭示休牧对羊草草原有机碳储量的影响,以休牧3年（RG3a）、6年（RG6a）和9年（RG9a）的羊草草原为对象,采用重铬酸一浓硫酸外加热法,研究了不同休牧年限草原植物群落和土壤的有机碳储量变化。结果表明,地上植被生物量、凋落物量和根系生物量随着休牧年限的延长而逐渐增加。与长期自由放牧草地相比,植物群落和土壤有机碳储量均随休牧年限的延长而增多。长期自由放牧草地（RG0）、休牧3年、休牧6年和休牧9年植物群落地上部有机碳储量为65．17～98．69gC·m^-2,地表凋落物有机碳储量为3．07～10．84gC·m^-2;植物群落0～100cm地下根系有机碳储量为397．13～1480．28gC·m^-2,0～100cm土壤有机碳储量为28306．39～38372．46gC·m^-2。从固碳成本角度,总固碳成本随着休牧年限的延长而增加,最高为8710．20元·hm^-2,固碳成本分别为0．09、0．11、0．08元·kg^-1C。从现有数据显示,休牧9年的固碳量最高,固碳成本最低。春季休牧可以使草地植被得到有效的恢复与更新,有利于草地的可持续利用;随休牧年限的增加,草地有机碳储量增加,固碳成本基本呈现降低趋势。因此,综合现有指标的测定数据,春季休牧是一个非常好的草地利用措施,在休牧过程中草地是一个碳汇,应该鼓励持续进行。     

合肥环城公园不同群落类型碳储量

对安徽省合肥市环城公园不同群落类型的碳储量进行了调查分析,结果表明,园林树木生物量碳储量范围为1．38～142．04kg／m^2,平均碳储量为24．97kg／m^2;不同群落类型的碳储量大小依次为：阔叶林〉针阔混交林〉针叶林〉疏林,群落的固碳能力（树木生物量与土壤固碳）顺序同此。表层土壤的有机碳含量变异较大,其变化范围为8．9～35．2g／kg,平均为18．89g／kg。     

淮河流域典型农田生态系统碳通量变化特征

为了准确评价农田生态系统在全球碳平衡中的作用,利用涡度相关技术对安徽省寿县冬小麦／水稻生态系统进行了碳通量的监测,并在数据校正、剔除和插补的基础上,研究生长季农田净生态系统碳交换（NEE）的变化特征。结果显示,2008年寿县农田生态系统CO2通量的日变化进程为单峰型,冬小麦和水稻最大的CO2吸收速率分别为2．45和2．48mg·m^-2·s^-1。从物候期的角度来看,冬小麦在抽穗期碳通量值最小,乳熟期最大;水稻拔节时期碳通量值最小,即固碳能力最强。冬小麦,水稻生态系统不同月份碳通量月均日变化也呈U型曲线,作物生命活动越旺盛,NEE峰值越高,夜间CO2排放则在8月份达到最高值。2008年冬小麦和水稻月平均最大日CO2吸收峰分别出现在4月和8月,分别为1．30和1．07mg·m^-2．s^-1。冬小麦生态系统NEE的日最大累积吸收量出现在4月16日．可达11．76gC·m^-2·d^-1,水稻生态系统的出现在8月3日,为10．40gC·m^-2·d^-1。冬小麦从拔节到成熟时间段内的固碳能力为326．87gC·m^-1,水稻从返青到成熟时间段内的固碳能力也达到了300．05gC·m^-2。     

4种湿地植物的生理性状对人工湿地床设计的影响

野外调查分析了4种常见湿地植物的最长根长,根系体积,植物密度,植株的氮、磷和锌含量等对人工湿地去除污染物、人工湿地设计和人工湿地使用寿命的影响。结果表明,最长根长以美人蕉为最长（43.73cm）,芦苇其次（32.50cm）,黄花鸢尾最短（12.57cm）;根系体积以美人蕉最大（66.72cm^3）,芦苇其次（17.42cm^3）,黄花鸢尾最低（4.70cm^3）;密度以芦苇最高（257株·m^-2）,美人蕉其次（61株·m^-2）,茭白最低（54株·m^-2）;单位面积上芦苇、美人蕉、茭白和黄花鸢尾地上部分生物量分别是4.27、2.12、0.94和0.78kg·m^-2。相应地,单位面积上植物地上部分对氮、磷和锌的吸收量以芦苇最高,美人蕉其次,黄花鸢尾最低。不同植物对人工湿地的使用寿命没有显著影响,但植物的最长根长和密度可作为人工湿地基质深度设计和植物数量配置的依据。     

互花米草入侵对闽江河口芦苇湿地土壤有机碳的影响

 以闽江河口鳝鱼滩湿地为研究区域,选取芦苇和互花米草为研究对象,对其根际土壤有机碳质量分数和储量的垂直分布特征及其影响因子进行测定分析。结果表明:芦苇和互花米草0～60cm根际土壤有机碳平均质量分数分别为15.54和17.16 g/kg,表层（0～10 cm）有机碳质量分数最大,分别为19.69和22.02g/kg;芦苇和互花米草0～60 cm根际土壤有机碳储量总和分别为6 794.20和8 231.48 t/km2,芦苇根际土壤有机碳储量在30～40cm达到最大,而互花米草为010cm有机碳储量最大;互花米草的入侵增加了芦苇湿地根际土壤碳质量分数和储量;2种植物根际土壤有机碳质量分数与含水量和盐度之间均呈显著正相关。从闽江河口互花米草入侵的角度提出了管理该湿地的一些建议。     

山东枣园地被植物对土壤固碳能力的影响

为明确枣园常用地被植物吸收二氧化碳(CO₂)能力及其对土壤固碳能力的影响,选择可有效降低空气中温室气体的鼠茅草、长柔毛野豌豆和油菜等草品种,以自然生草为对照,研究分析不同地被植物吸收碳的能力,刈割覆盖后生物量损失量、残渣分解初期碳含量、分解末期碳含量和土壤有机碳含量的变化,为枣园地被植物选择提供依据。结果表明：长柔毛野豌豆吸收碳的能力最强,达3596.7～4822.3kg·hm^-2·a^-1;自然生草刈割覆盖并分解3个月后残渣剩余碳最多,在1164.55～2529.97kg·hm^-2;油菜碳释放碳量高于其他3种地被植物,平均5679.7 kg·hm^-2·a^-1,最高达6316.67kg·hm^-2·a^-1,是对照的1.56倍;油菜使土壤固定的有机碳最多,达4790.75kg·hm^-2·a^-1,为对照的1.4倍。     

塔河流域天然胡杨林不同林龄地上生物量及碳储量

[目的]探讨不同林龄单株胡杨地上部分生物量、林分的生物量及碳储量的分布特征,为进一步开展胡杨天然林生态系统碳循环、碳储量、固碳速率和潜力研究提供基础。[方法]以新疆维吾尔自治区轮台县天然胡杨林为研究对象,利用不同林龄下不同径阶的标准解析木样本数据,构建胡杨地上部分各器官的生物量回归模型,探讨不同林龄胡杨地上部分的生物量组成、分配以及各器官生物量随年龄的变化规律。[结果]随着林龄的增加,单株胡杨地上部分各器官生物量呈上升趋势,其中树干占主导地位。幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林的林分地上生物量分别为:4.91,7.95,19.47,61.95,47.64t/hm2,且随林龄的增加胡杨林地上部分生物量先增加后稍有降低;胡杨林地上部分不同器官平均含碳率从大到小依次为:树干(48.17%)树枝(47.75%)树皮(46.13%)树叶(44.90%),且随林龄的增加不同器官含碳率先增加后降低,但各器官之间含碳率差异不显著;塔河流域胡杨林碳储量随林龄先增加后降低,大小顺序为成熟林(30.38t/hm2)过熟林(23.26t/hm2)近熟林(9.30t/hm2)中龄林(3.69t/hm2)幼龄林(2.20t/hm2)。[结论]地上部分各器官碳储量按依次排列为:树干树枝树皮树叶,树干是胡杨林地上部分碳储量的主要器官。     

红壤丘陵区典型植被群落根系生物量及碳储量研究

采用标准地法和"WinRhizo根系分析系统"平面扫描,研究了红壤丘陵区六种典型植被群落的根系特征、生物量、固碳量及土壤碳储量.结果表明:(1)根系特征值随土壤深度增加呈递减趋势,马尾松、杉木混交林和马尾松、木荷混交林土壤表层根系分布密集,特征值较大,马尾松低效林根系分布稀疏,特征值最小;(2)不同植被群落,0-40 cm土层的根系生物量所占比例在58.89%～84.88%.0-20 cm土层的土壤碳储量所占比例在35.89%～48.67%;(3)该区乔木混交林的根系生物量大于纯林和火烧迹地,植被群落的灌草覆盖度是影响根系生物量的主要因素.马尾松、木荷混交林根系净生产力最大,为6.74 t/(hm~2·a),马尾松低效林最小,为1.28t/(hm~2·a);(4)马尾松、木荷混交林的根系固碳量和土壤碳储量最大,分别为60.66 t/hm~2和9086.32 t/hm~2,马尾松低效林最小,分别为15.97 t/hm~2和1 683.75 t/hm~2,根系固碳量只占土壤碳储量的极少部分,但根系通过改良土壤结构,对增强碳源汇集和贮存、积累碳素具有重要的影响.     

河北省北部森林植被碳储量和固碳速率研究

为了了解河北省北部森林植被固碳能力,本文以该区域阔叶林、针叶林、混交林、经济林和灌丛为研究对象,基于政府间气候变化专门委员会(IPCC)推荐采用的加拿大林业碳收支模型(CBM-CFS3),利用第7次全国森林资源连续清查数据和野外森林植被调查样地数据,拟合出研究区的蓄积-生物量转换参数和林木器官生物量比例参数,建立研究区内不同森林植被类型的蓄积生长方程、蓄积-干材生物量转换方程、生物量组分比例方程,采用这些方程评估了2010年河北省北部森林生态系统植被碳储量、碳密度和固碳速率。结果表明:拟合的不同森林植被蓄积生长方程的决定系数均大于0.7,蓄积-干材生物量转换方程的决定系数均大于0.8,生物量组分比例方程拟合效果较好,可用于评估该区域森林植被碳汇功能和潜力。2010年河北省北部森林植被碳储量为59.66 Tg(C),平均森林植被碳密度为25.05 Mg(C)×hm~(-2),森林植被固碳速率为0.07~1.87Mg(C)×hm~(-2)×a~(-1);其中阔叶林、针叶林、混交林、经济林碳储量和碳密度分别为30.97 Tg(C)、12.36 Tg(C)、15.73Tg(C)、0.60 Tg(C)和26.09 Mg(C)×hm~(-2)、26.14 Mg(C)×hm~(-2)、24.50 Mg(C)×hm~(-2)、7.53 Mg(C)×hm~(-2)。河北省北部森林植被碳密度与固碳速率均从西北到东南呈升高趋势。造林后森林面积增加6 400 km2,森林植被碳储量增加19.54 Tg(C)(不包括灌丛);林龄结构以中幼龄林为主,未来森林固碳潜力巨大。说明造林在增加森林植被碳储量和提高森林的固碳速率中起到了重要作用。     

不同耕作措施下秸秆还田土壤C02排放与溶解性有机碳的动态变化及其关系

田间定位试验开始于2008年,共设置秸秆还田翻耕（cT＋）、无秸秆翻耕（CT-）、秸秆还田免耕（NT＋）和无秸秆免耕（NT-）四个处理。利用静态箱——气相色谱法,测定分析了2010-2011年度和2012-2013年度两个小麦生长季内土壤coz排放、土壤DOC含量及土壤有机质含量的动态变化。结果表明：两个小麦生长季内土壤coz排放规律基本一致,从当年小麦出苗到越冬土壤C02排放量下降,第二年小麦返青后,士壤CO：排放量开始上升,到开花期达到排放高峰,其后开始下降直至小麦成熟。各处理2010-2011年、2012-2013年度土壤C02平均排放通量分别为：CT＋246．44、273．94mg·m^-2．h～,CT-183．54、212．57mg·m^-2．h^-1,NT＋188．41、200．06mg·m^-2·h^-1,NT-179．66、179．10mg·m^-2·h^-1。土壤DOC含量的动态变化表现为在一定范围内上下波动,各处理2010-2011年、2012-2013度年土壤DOC平均含量分别为：CT＋0．601、0．467g·kg^-1;CT-0．530、0．377g·kg^-1;NT＋0．621、0．544g·kg^-1;NT-0．528、0．402g·kg^-1。方差分析表明．秸秆还田能增加土壤CO2排放、DOC含量和有机质含量;翻耕能增加土壤CO2排放,对DOC含量和有机质含量无显著影响;免耕减少土壤C02排放,对DOC含量无显著影响,能增加土壤有机质含量。相关分析表明,土壤CO2排放与DOC含量动态变化没有显著相关关系,土壤CO2排放总量与土壤有机质含量正相关,DOC含量和土壤有机质含量无明显相关关系。     

小兴安岭泥炭藓湿地土壤有机碳分布特征

 在小兴安岭林区乌伊岭国家级湿地自然保护区,选择典型泥炭藓湿地进行土壤样品采集,对土壤有机碳（SOC）质量分数、密度及储量进行研究,并分析SOC质量分数与土壤理化性质之间的相关性。结果表明:1)SOC质量分数随土层加深而减少,变化范围在433.89～523.36g/kg之间,平均质量分数为474.27 g/kg;土壤有机碳密度随土层的加深而显著增加,0～60cm土层土壤有机碳储量为166.07t/hm2。2)SOC质量分数与非毛管孔隙度存在极显著的正相关关系,幂函数方程拟合效果显著;SOC质量分数与毛管孔隙度呈极显著负相关,二次曲线拟合效果较好（R2=0.87）;SOC质量分数与土壤密度呈极显著负相关,线性方程拟合较好（R2=0.81）。SOC质量分数与全N、全P质量分数呈显著负相关,与有效P质量分数呈极显著正相关,与水解N质量分数相关不显著。研究结果可为我国湿地土壤有机碳储量及碳循环的进一步研究提供帮助。     

长江口九段沙湿地土壤有机碳及微生物陆向分布

通过分析九段沙湿地土壤有机碳及微生物因子的陆向分布,研究了土壤有机碳的空间差异性及其与土壤微生物因子的相互关系。结果表明,九段沙土壤有机碳的陆向分布具有显著差异（P〈0．05）,随着高程上升,其含量整体呈现增大趋势,互花米草区／芦苇混合区最高（9．18g·kg^-1）;土壤微生物因子的陆向分布与土壤有机碳相似,且与土壤有机碳含量呈显著正相关关系（P〈0．01）,其中以土壤微生物呼吸和土壤脱氢酶最为明显;互花米草的引种及蔓延,增加了区域土壤有机碳含量,也增强了土壤微生物活性。     

乌梁素海和岱海上覆水中碳的形态分布及其制约机制

以乌梁素海和岱海2个不同类型湖泊上覆水中TIC、DIC、TOC、DOC的地球化学特征为基础,分析和探讨了2个湖泊上覆水的水化学特征和TIC、DIC、TOC、DOC的空间分布格局及其制约机制。结果表明,乌梁素海和岱海湖泊的水化学特征均属蒸发-浓缩类型,湖泊水体离子组分特征受控于流域的蒸发-浓缩作用及蒸发盐岩的风化作用;岱海TIC、DIC、TOC、DOC的含量范围分别为（0.93-1.16）×10^4、（0.78-0.90）×10^4、（0.07-0.63）×10^4、（0.07-0.48）×10^4 μmol·L^-1,乌梁素海TIC、DIC、TOC、DOC的含量范围分别为（0.18-1.00）×10^4、（0.03-0.81）×10^4、（0.10-0.51）×10^4、（0.04-0.32）×10^4 μmol·L^-1,2个湖泊上覆水中TIC和DIC含量的差异性是湖泊富营养化类型、自然地理区划、水文地质背景及水量收支方式等因素综合作用的结果;岱海上覆水中DIC、TIC、DOC、TOC受N、P、Si等3种营养盐的共同影响,乌梁素海上覆水中DIC、TIC、DOC、TOC主要受N的影响。     

白洋淀鱼类体内多氯联苯积累特征及其毒性评价

针对持久性有机污染物在水生生物体内易于积累的特性,利用气相色谱与质谱联用技术（GC-MS）,检测了白洋淀8种鱼类体内多氯联苯（PCBs）含量,并分析了同系物组成特征。根据白洋淀鱼类检测到同系物情况,计算毒性当量（TEQ）并进行评价。白洋淀8种鱼类体内PCBs平均含量范围是55.85~1 485.74 ng.g-1脂肪重,从高到低的顺序依次为黄颡〉黄鳝〉乌鳢〉泥鳅〉鲤鱼〉鳙鱼〉鲫鱼〉鲇鱼。在8种鱼类PCB同系物组成中,四氯联苯和五氯联苯是主要的同系物,其相对百分含量为52.0%~84.3%。这种组成模式反映了白洋淀地区有多氯联苯工业品的使用历史。8种鱼类体内PCBs的毒性当量（TEQ）范围是0.09~1 412.87 pg TEQ.g-1脂肪重,其大小顺序依次为鳙鱼〉鲫鱼〉鲇鱼〉黄颡〉黄鳝〉鲤鱼〉乌鳢〉泥鳅。结果表明,白洋淀淀区部分鱼类已经受到PCBs一定程度的污染,应引起重视。     

府河-白洋淀沉积物中重金属污染特征及潜在风险评价

沉积物重金属污染是水环境污染评价的重要内容,重金属含量水平常被作为水环境质量的重要指标之一。为了掌握华北平原的府河和白洋淀中沉积物重金属的污染水平,研究了19个沉积物样品和3个土壤样品中7种重金属的污染特征,利用地积累指数法、潜在生态危害指数法及生物效应浓度法评估了重金属的环境风险,并初步分析了污染来源。结果表明,府河和白洋淀沉积物受多种重金属复合污染,其中Zn、Pb、Cu和Cd污染较为严重,府河沉积物的潜在生态环境危害强于白洋淀。相关分析显示府河和白洋淀重金属污染具有相似污染源,保定市工业废水、生活污水及府河沿岸金属冶炼企业很可能是白洋淀地区重金属的主要来源。从城市环境管理、生态环境修复、宣传教育等方面提出白洋淀区域重金属污染控制对策与建议,为白洋淀区域生态环境保护提供科技支撑。     

微曝气生态浮床水芹吸收NP的特性及其对系统去除NP贡献的研究

针对污染河水黑臭缺氧、NH4^＋—N含量高等问题,研发了一种“漂浮载体悬挂弹性生物膜填料＋水生植物并辅以人工微曝气系统”的微曝气生态浮床系统,以漂浮植物水芹为例研究了系统中水芹对N、P的吸收特性和去除作用。结果表明,随着水芹的生长其生物量干重显著增加,生长80d左右时总生物干重在2497．2—3144．4g·m^-2之之间,上、下部生物量比平均为13．4。不同部位水芹N、P的含量不同,总的趋势为含N量叶〉根〉茎,含P量茎〉根〉叶。不同生长时间水芹N、P含量及其吸收速率不同：随着水芹的生长,组织内N、P含量逐渐降低,N的吸收速率总趋势为60-80d〉35-60d〉1-35d,P的吸收速率总趋势为35-60d〉1-35d〉60-80d。而随着水芹的生长吸收N、P的总量却在逐渐增加,吸收N的总量从17．69g·m^-2增加到61．66g·m^-2,吸收P的总量从4．99g·m^-2增加到13．55g·m^-2,这主要取决于自身的生物量和N、P的含量。水芹对N、P的积累主要集中在上部,分别占N、P吸收总量的92．2％-93．4％、92．5％～93．1％。水芹生长35、60、80d时,吸收N量占系统TN去除量的比率分别为4．50％、6．06％和6．87％,水芹对P的吸收量分别占系统去除P总量的18．53％、26．82％、22．00％。水芹对N、P的吸收仅是微曝气生态浮床净化系统去除N、P的一个途径,但水芹根际微生物的作用不可忽视。