三江平原典型环型湿地土壤DOC剖面分布及储量

选择三江平原典型环型湿地,分层采集岛状林、小叶章草甸和毛果苔草沼泽湿地土壤,调查了土壤DOC含量、储量水平和垂直分布状况,分析了环型湿地特殊的水文地貌条件对DOC分布的影响。结果表明,环型湿地土壤DOC含量均随着土层深度增加而不断减小;毛果苔草沼泽湿地土壤剖面的DOC含量显著高于小叶章草甸和岛状林,小叶章草甸和毛果苔草沼泽湿地剖面DOC含量显著高于岛状林;环型沼泽湿地土壤DOC累积现状为小叶章草甸土壤剖面DOC储量最大,岛状林其次,毛果苔草沼泽湿地最小,其60cm深度内土壤DOC储量分别为0.1113,0.0844和0.0588t/hm2。     

小兴安岭不同土地利用方式下的土壤DOC化学光谱特性

在小兴安岭地区选取天然沼泽(兴安落叶松沼泽)、排水造林40a的人工林湿地、由湿地开垦40a的农田、湿地垦殖后弃耕地(弃耕40a)4种样地,研究小兴安岭不同土地利用方式土壤溶解性有机碳(DOC)化学光谱特性。结果表明,在垂直剖面上,排水造林湿地、农田、弃耕地以及天然沼泽的土壤DOC含量均从表层向下逐渐减少,在土壤表层0—10cm,DOC含量关系为:天然沼泽排水造林湿地弃耕地农田(p0.05),在其他深度上,差异不显著(p0.05)。DOC化学光谱特性表现为DOC中芳香族类化合物(SUVA254)、DOC中腐殖质所占比列(C/C)、DOC中腐殖酸与富里酸比例(E4/E6),在垂直剖面上逐渐递增。总体上,DOC化学光谱特性大小关系为:天然沼泽弃耕地排水造林湿地农田。4种土地利用类型土壤SOC的含量均随着土壤深度的增加而出现逐渐递减的规律,在垂直剖面上,天然沼泽SOC的含量大于其他土地利用方式。4种类型土壤DOC占SOC的比例(DOC/SOC)在垂直剖面上无明显变化规律。天然沼泽湿地DOC/SOC只在土壤表层大于其他土地利用方式(p0.05)。     

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。     

三江平原湿地不同土地利用方式对土壤养分及酶活性的影响

以中国科学院三江平原湿地生态试验站为对象,研究了不同利用方式（湿地草甸、旱田系统、退耕成草、退耕成林）对土壤酶活性分布特征及相关因子的影响。结果表明:土壤利用方式不同,土壤酶活性（转化酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶）、有机碳含量和土壤养分含量有较大差异。土壤有机碳、全氮、全钾、速效磷、碱解氮、微生物量碳和氮均呈现出一致的变化规律,依次表现为湿地草甸 > 退耕草地 > 退耕林地 > 旱田系统,也即由湿地草甸退化过程中,土壤养分含量逐渐降低,其中不同土地利用方式下土壤全磷含量差异不显著（p>0.05）,在湿地的退化过程中,土壤全磷并没有发生显著的变化。与湿地草甸相比,土壤蔗糖酶、脱氢酶、脲酶和酸性磷酸酶活性均显著降低,其活性分别降低了32.69%,36.71%,50.00%,44.28%,由旱田系统恢复为湿地草甸系统后,土壤各种酶活性均显著增加,其中土壤蔗糖酶、脱氢酶、脲酶和酸性磷酸酶活性分别比旱田系统增加了26.68%,31.51%,48.19%,43.84%;表明由湿地草甸开垦为耕地和由耕地恢复为湿地草甸和林地,发生着两种不同的生物学过程,前者为微生物降解过程,而后者则为微生物累积过程。相关性分析表明SOC,TN和SMBC对土壤蔗糖酶、脱氢酶、脲酶和酸性磷酸酶活性的贡献为正,对土壤酶活性起到主导作用。主成分分析表明影响土壤酶活性最主要的因子为SOC,TN和SMBC。     

不同土地利用方式对三江平原湿地土壤酶分布特征及相关肥力因子的影响

以中国科学院三江平原湿地生态试验站为对象,研究了不同利用方式(湿地草甸、旱田系统、退耕成草、退耕成林)对土壤酶分布特征及相关肥力因子的影响.结果表明:土壤利用方式不同,土壤酶活性(转化酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶)、有机碳含量和土壤养分含量有较大差异.未开垦的湿地草甸,土壤酶活性、有机碳和土壤养分含量均为最高,开垦20年后,上述各种指标含量均有较大幅度降低;由耕地恢复为湿地后,土壤酶活性、有机碳和土壤养分含量有较大幅度的回升,而耕地恢复为林地后,上述各种成分也有不同程度地增加.因此,要保持三江平原湿地较高的土壤肥力和生物学特性,维持三江平原湿地土壤有机碳库稳定,对已开垦湿地进行部分退耕还湿势在必行.     

岩溶山区土壤溶解性有机碳对土地利用方式的响应及其与土壤养分的关系

对重庆中梁山不同土地利用方式下的表层（0-30 cm）土壤溶解性有机碳（DOC）含量和分布及其影响因素进行了研究。结果表明:土地利用方式明显影响了土壤DOC的含量和分布。不同土地利用方式下土壤DOC含量大小顺序为:橘林地（425.77 mg/kg）>菜地（342.97 mg/kg）>耕地（243.25 mg/kg）>灌丛（177.74 mg/kg）>草地（145.06 mg/kg）,土壤DOC占土壤有机碳（SOC）的比例为:橘林地>耕地>菜地>灌丛>草地。土壤DOC垂直分布规律性明显,除橘林地外,其它方式都是随着土层深度的增加而减小。相关分析表明,除了橘林地外,其余利用方式下土壤DOC均与土壤有机碳呈正相关;草地土壤微生物量碳对土壤DOC有很大的贡献,相关性达到极显著水平,其余利用方式均呈负相关。土壤DOC与土壤全氮、水解氮和速效钾相关水平达到极显著,与全磷呈显著正相关,相关系数分别为0.421,0.375,0.576,0.274,可以作为土壤肥力的变化指标。     

闽江河口不同淹水环境下典型湿地植物—土壤系统全硫含量空间分布特征

选择闽江河口鳝鱼滩湿地不同淹水环境下2条样带(A样带,远离主潮沟且退潮后无淹水;B样带,靠近主潮沟且退潮后有淹水)上的短叶茳芏、互花米草和扁穗沙草植被下的湿地为研究对象,探讨了湿地植物-土壤系统全硫(TS)含量的空间分布特征。结果表明,长期淹水环境在导致B样带同种植被类型下的湿地表层土壤的TS含量低于A样带的同时,也增强了不同植被类型下湿地之间0—40cm土层TS含量的水平变异性以及相同类型湿地土壤TS含量的垂直变异性。尽管长期淹水环境降低了B样带3种植被根的TS含量和累积系数,但增加了其地上器官及立枯体的TS含量和累积系数,并提高了其地上器官的硫分配比。对比研究表明,闽江河口3种湿地土壤和植物的TS含量在全国均处于较高水平,其值远高于三江平原淡水沼泽湿地、向海盐沼湿地以及华北海河流域湿地,但略低于南方红树林湿地。研究发现,淹水条件和土壤水分含量是导致A、B 2条样带相同类型湿地土壤TS含量差异的主导因素;淹水条件亦改变了湿地植物的硫分配格局,湿地植物可通过调整自身的硫吸收与累积状况来适应长期淹水环境。     

土壤利用方式对草原坑洼湿地沉淀物生长速率和成分变化的影响

为了明确大草原上土地使用对湿地沉积物和养分循环的影响,研究者分析了农田(CL)、保护性项目(CRP)和天然草原(NP)高地下形成的12个湿地中的土样,包括137Cs、210Pb和40K活性等指标。研究表明,CL湿地的线性沉积速率高于NP和CRP湿地,计算Cs初始和峰值出现时,CL湿地线性沉积速率分别是NP湿地的2.7和6倍,210Pb多出0.15 cm/a;计算Cs峰值出现时,CL湿地线性沉积速率是CRP湿地的4.4倍,然而NP和CRP湿地间线性沉积速率没有显著差异。相比于NP湿地,CL湿地增加了黏土、有机质、P、NO3、NH4浓度,降低了总C和N浓度。CRP湿地的养分含量在CL和NP中间。可见,种植增加了沉积物的线性沉积速率,沉积物的组成和化学特性发生了变化,表明了CRP在保护湿地排水以降低沉积物的价值。     

土地利用对沼泽湿地土壤碳影响的研究

以三江平原分布最广泛的两种自然沼泽湿地(毛果苔草沼泽和小叶章草甸)以及不同利用类型土地为研究对象,探讨了土地利用变化对三江平原沼泽湿地土壤碳含量的影响.结果表明,沼泽湿地土壤中碳含量主要受地表积水环境的控制.表现为常年积水的毛果苔草沼泽高于季节性积水的小叶章草甸,毛果苔草沼泽土壤总碳(TC)、有机碳(SOC)、无机碳(SIC)及可溶性有机碳(DOC)含量分别为(258.4±81.9)g/kg.(203.7±62.4)g/kg,(54.7±19.4)g/kg和(4.8±0.85)g/kg.小叶章草甸土壤则分别为(99.4±24.2)g/kg,(81.4±24.5)g/kg,(17.9±9.8)g/kg和(2.4±0.27)g/kg.垦殖导致沼泽湿地土壤碳含量显著降低,土壤TC及SOC含量随开垦年限的增加而递减,并与垦殖年限呈极显著负相关关系.沼泽湿地退化后,土壤碳含量降低.小叶章草甸退化为小叶章一杂类草草甸后土壤TC,SOC,SIC及DOC分别减少了71%,72%,67%和76%,毛果苔草沼泽退化为灌丛-杂类草草甸后则分别减少了69%,65%,83%和60%."退耕还湿"能提高土壤中的碳含量,但增加速率较慢.土壤pH值是影响土壤碳含量的一个重要因素.     

沟渠对湿地生物地球化学循环影响初析——以三江平原湿地为例

湿地有其独特的生物地球化学循环,其间许多化学迁移和转化过程不为其它生态系统所共享。沟渠的修建改变了湿地的水文状况,因此影响了湿地的生物地球化学循环。以三江平原湿地为例,从沟渠对湿地化学元素迁移转化、湿地化学元素输入输出和湿地化学质量平衡影响方面分析了沟渠对湿地生物地球化学循环的影响。结果显示,沟渠的修建导致湿地大量化学元素丧失,湿地化学质量失衡,最终引起湿地退化。     

Forms and profile distribution of soil Fe in the Sanjiang Plain of Northeast China as affected by land uses

Purpose  

Since the mid-1950s, the wetlands in Sanjiang Plain of Northeast China have experienced greater changes in land use under which the mobility of soil Fe could be changed giving definite effects on the biomass production of adjacent regions. The aim of this work was to investigate the effects of land use change on the characteristics of soil Fe vertical distribution with a focus on evaluating the effects of cultivation on the soil Fe mobility in Sanjiang Plain.     

三江平原大豆种植的土地适宜性评价

受全球气候变化、二氧化碳施肥效应以及市场需求的影响,国内一系列旨在促进大豆种植的政策,可能导致三江平原大豆种植面积的增加。在此大背景下,充分利用当地气候条件和肥厚的土壤资源,促进农业用地的合理配置的关键问题在于对大豆种植进行土地适宜性评价。作者依据FAO/IIASA发布的GAEZ研究框架:首先根据大豆对气候、土壤的需求,对三江平原气象资料进行气候清查,评价大豆种植的气候适宜性;再考虑地形因素对气候条件的影响,使用Fourier指数和坡度条件对评价结果进行修正;然后,进行土壤清查,选取土层厚度、质地、pH、排水级与淹水情况等作为评价指标,对三江平原大豆种植进行土壤适宜性评价,并对含白浆层的各类土壤进行适宜性降级处理;最后,在栅格像元尺度上进行图层叠加,得到三江平原大豆种植的土地适宜性评价结果。另外引入了适宜度指数(S_I),对三江平原23个县市大豆种植的土地适宜度进行了空间上的比较。结果表明:(1)除了坡度大于30%的山区外,三江平原大部地区适宜大豆种植,面积达8.5×10~4 km~2,约占总面积的78.75%;(2)沿松花江、倭肯河、穆棱河等两岸的平缓(2%~5%)和微起伏(5%~8%)地区,土壤质地和排水状况良好,最适宜大豆种植;(3)勃利、依兰、汤原、佳木斯、集贤、桦川、友谊、绥滨和富锦9个县市,适宜度指数均超过70%;其次是同江、桦南、虎林、宝清、抚远、七台河、萝北、鸡东、饶河和双鸭山10个县市;鹤岗、密山、鸡西、穆棱4县市,适宜度一般;(4)GAEZ模型流程化评价方法能够在区域尺度上有效实现大豆种植适宜性的空间差异分析,为土地资源的合理配置提供科学依据。     

三江平原土壤有机碳含量及其密度的空间变异特征分析

  目的  三江平原是我国重要的粮食产地,探究三江平原土壤有机碳(SOC)含量及其密度的空间分布特征及影响因素,为该区域土壤有机碳库的维持和提升提供重要依据。  方法  在三江平原地区8 km × 8 km网格法布设采样点,共采集表层（0 ~ 20 cm）土壤样品324份,开展土壤有机碳含量及其密度空间分布特征和影响因素分析。  结果  表层土壤有机碳含量平均值为30.90 ± 25.42 g kg?1、表层有机碳密度平均值为69.05 ± 48.62 t hm?2,其空间上呈“东南低－西北高”分布特征。黑土与水稻土之间土壤有机碳含量存在极显著差异（P < 0.01),与暗棕壤之间土壤有机碳含量存在显著性差异(P < 0.05);耕地－水田土壤有机碳含量最低,为27.21 g kg?1,林草地有机碳含量最高,为44.83 g kg?1,耕地与林草地之间土壤有机碳含量存在极显著差异（P < 0.01);种植水稻的土壤有机碳含量最低,为27.31 g kg?1,种植混合林的土壤有机碳含量最高为44.83 g kg?1,种植混合林与种植玉米、水稻、豆类之间的土壤有机碳含量存在极显著差异（P < 0.01)。  结论  总体看来,土地利用类型、土壤类型和作物类型三种因素对三江平原地区土壤有机碳含量及其密度均有影响,并达到显著水平。     

三江平原不同土地利用方式对区域气候的影响

以往土地利用变化对气候的影响多是从地表参数的改变角度去研究,而气候变化的一个重要方面是温室气体的增加。通过收集整理三江平原生长季(510月)不同土地利用类型的温室气体排放通量,根据温室气体的增热潜能,比较得出,在三江平原林地、小叶章、毛果、漂筏、稻田和大豆几种土地类型中,对区域气候影响的大小依次顺序为:大豆>小叶章>毛果>林地>稻田>漂筏。由此表明,三江平原稻田对于区域的气候的变化贡献比旱地小。在过去几十年中,由于土地利用变化而导致温室气体排放的总变暖潜力增加,为三江平原气候变暖提供了佐证。     

地形因子对三江平原土地利用/覆被变化的影响研究

在遥感和地理信息系统技术支持下,分析了1954—2005年海拔高度和坡度因素对三江平原土地利用/覆被变化过程的影响。结果表明,过去近50 a,三江平原土地利用/覆被变化剧烈,其中耕地增加了2.25倍。与耕地面积急剧增加相对应的是湿地、林地和草地的大幅度减少。各土地利用类型的动态变化在不同海拔高度的地表区域有不同的表现,其中耕地的增加主要发生在海拔200 m以下的地貌部位,尤其是海拔100 m以下的地貌部位;湿地面积的减少也主要发生在海拔200 m以下的地貌部位,其中大部分发生在海拔100 m以下的地表单元。林地与草地在各个海拔高度区间的变化趋势呈波动状态。城乡工矿用地在各个海拔高度区间都有一定的变化,其中海拔200 m以下变化尤为明显。三江平原耕地面积在各个坡度级别上均呈增长趋势,在坡度小于1°的地貌部位增加最多。坡度大于10°时,耕地面积的增长比例非常小。林地、草地和湿地的变化均主要发生在坡度小于1°的地貌部位。水域、城乡工矿用地的变化主要发生在坡度较小的地貌部位。     

基于GIS的三江平原表层土壤有机碳储量估算及空间分布研究

[目的]研究三江平原2010年表层(0—30cm)土壤有机碳储量空间分布规律和不同土地利用类型对有机碳空间分布的影响。[方法]采用地统计学和GIS相结合的方法。[结果](1)2010年三江平原表层土壤有机碳总储量为1161.28Tg;(2)表层土壤有机碳空间分布变异性较大,中部和西南地区较低,东北、西北、东南地区较高;(3)不同土地利用类型土壤有机碳密度和储量有所不同,旱地表层土壤有机碳储量最大,为412.10Tg,草地最小,表层土壤有机碳储量为2.31Tg;(4)不同植被类型表层土壤有机碳密度大小顺序为:沼泽湿地林地草地水田旱地,沼泽湿地表层土壤有机碳密度为147.84Mg/hm2。[结论]三江平原土壤有机碳密度空间分布存在较大的分异性,土壤有机碳密度的空间分布特征受土地利用类型分布的影响。     

三江平原不同土地利用方式下土壤有机碳的动态变化

以三江平原不同开垦年限的水田及旱地为研究对象,并以沼泽化草甸和天然林地为对照,分层采集土样,测定其土壤有机C含量、pH值及全N含量。在此基础上借助SPSS软件和统计分析技术,探讨了不同土地利用类型各层土壤中有机C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:土壤有机C的垂直分布随土壤深度和土地利用类型的变化而变化;与沼泽化草甸相比,开垦10年和25年的水田表层土壤有机C含量分别减少49.3%(P<0.01)和14.3%(P<0.05),开垦5年和18年的旱地表层土壤总有机C量比对照分别减少81.9%(P<0.01)和68.3%(P<0.01);林地及开垦18年的旱地土壤pH值均与土壤有机C含量呈显著负相关,相关系数分别为-0.578(P<0.05)和-0.965(P<0.01);农田开垦前后,土壤有机C含量与全N含量呈显著正相关,相关系数均在0.580(P<0.05)以上。