大中型土壤动物对内陆盐沼沿退化序列环境的指示研究

通过野外定位观测和室内分析,分析了扎龙盐沼湿地土壤大中型土壤动物分布格局及其对湿地退化的响应。结果表明,大中型土壤动物对研究区典型湿地退化序列的土壤环境表现出明显的响应。沼泽表层具有最高的个体密度(达728只/m²),羊草草原表层的类群数最高(具有10个科的土壤动物),也具有最高的Shannon-Wiener指数。裸地无论是土壤动物的个体密度还是种群密度都显著低于其他生境中的土壤动物。裸地的优势类群为鞘翅目、双翅目以及弹尾目。羊草草原的大中型土壤动物以膜翅目、等翅目和双翅目幼虫为优势种群。拂子茅苔草区优势种群为膜翅目和双翅目幼虫。芦苇沼泽以环口螺科和双翅目幼虫为优势种群。典范对应分析表明,影响土壤动物的环境因子可以分为两大类:以湿度和有机质为代表的指标,可以反映湿地湿润和丰富腐殖质的特征;以碱化度为代表的另一类指标,可以反映该区域土壤盐渍化程度。保护湿地植被对于维护湿地土壤动物的多样性特征具有十分重要的意义。     

浅地下水埋深微域尺度苏打盐渍土的积盐机理探讨

通过野外定位观测和室内化验,探讨了浅埋地下水环境下苏打盐渍土的积盐机理。结果表明:在35×35m2大小的区域内,相对高差仅60cm,包括盐化草甸土、浅位柱状碱土、白盖苏打碱土和中位柱状碱土4种土壤类型。盐化草甸土分布在相对较低的洼地,几乎没有碱化层;白盖苏打碱土和中位柱状碱土分布在微坡地和高平地。高平地土壤的碱化层出现在15～30cm,碱化度(ESP)70%,微坡地土壤的ESP表层最大达75%。地下水位(初见水位)表现为洼地凸出的三维空间格局,洼地和高平地之间的地下水初见水位差达1m以上,24h后的水位基本保持在同一水平。地下水位在冻结期的变化与冻土的形成和发展有一定相关性。冻结期,部分浅埋地下水进入冻层,导致冻层含水率增加,同期地下水开始缓慢下降。盐化草甸土表层的含水率从冻结前的20%增加到50%(过饱和状态),其增量达到显著性水平(p<0·05);苏打碱土冻结层含水率有一定的变化,但变化程度不显著。冻融期间,苏打碱土表层含盐量迅速增加,其中白盖苏打碱土表层含盐量增量幅度达80%,而盐化草甸土表层的盐分含量变化不显著。     

消融期湿地水环境及其中铁和锰的变化特征

通过野外取样和室内分析,探讨了冻融期间中高纬地区芦苇沼泽湿地水环境的特征.结果表明,铁、锰元素的时空变化特征对湿地的水环境具有指征作用.冻结期整个湿地表层聚集大量水分,消融后土体的水分明显减少.冻结期低洼处湿地土壤表层含水率达0.8 m3·m-3(过饱和状态),洼地边缘土壤最高含水率为0.5 m3·m-3,微高地土壤整个土层的含水率最小.pH随着地势逐渐下降而逐渐降低(都表现弱酸性).低洼部位土壤有机质含量最高,且随着消融过程有机质的增加幅度达55％,随着地势的增高有机质的含量以及变化幅度逐渐减小.小尺度内不同地貌的湿地土壤水文特征影响湿地铁、锰空间分布格局以及迁移转化特征.从水平空间来看,铁的水平分布表现为随着地势的抬升含量逐渐降低;从土壤垂直剖面来看,一般表现为随着剖面的加深,铁、锰的含量逐渐增加,并且淀积层含量明显高于其他层次.湿地土壤中的铁和锰在消融过程中的含量发生明显的变化.消融期间,湿地土壤表层铁的增量达80％以上,洼地边缘的表层也有一定增加,微高处土壤表层的铁、锰含量增加幅度最小.沼泽土壤的铁和锰元素含量与土壤的含水率呈正相关,与土壤的pH值呈负相关,与土壤中有机质的含量还表现出正相关的特征.通过对湿地中铁、锰元素的时空变化规律可以对湿地水环境特征以及演变特征进行指征.     

扎龙湿地水体的富营养化特征及综合评价

通过野外调查和室内分析,探讨了近年扎龙湿地的水体富营养化特征及其发展趋势。结果表明扎龙湿地的水质富营养化严重:各项指标(除CODMn外)的含量最高的时期都为Ⅴ级水质标准;另外,湿地的水质在空间上存在明显的差异。农业活动较频繁的地区的水质污染最重,扎龙湿地富裕以及林甸地区所属的湿地边缘的CODMn高达200ug/L,TP含量最高超过1000ug/L。应用幂函数加和型(EI)以及改进型营养状态指数模型(TSIm)对扎龙湿地水体富营养化进行综合评价表明,两种模型评价的结果存在模型的线性相关关系。扎龙湿地水体富营养化程度较高,大部分属于(重)富营养化甚至达到极富营养化程度,并且近20年来扎龙湿地水体富营养化程度整体上呈现恶化的趋势。     

人为扰动下扎龙湿地土壤环境对水质变化的影响

通过野外定位观测和室内分析,探讨了人为扰动对扎龙湿地土壤性质及对湿地水质退化的影响和湿地的演替规律。结果表明:湿地退化的现状是受多种因素影响综合作用下演替的结果。湿地以粉砂质为主的土壤质地特征决定了湿地生在受到干旱胁迫下水体很容易发生污染。近20年来整个湿地水体富营养化程度较为严重。汇入湿地的径流量持续减小导致湿地水环境质量明显下降。含磷和含氮物质的富集是导致湿地水体富营养化程度不断增加的主要原因。湿地水质指数呈现从核心区向外逐渐增加的变化趋势;除了极少部分区域的水质为贫营养化水平外,大部分缓冲区域的水质已经处于富营养化水平,位于湿地东部的缓冲区地带的水体大部分都已经处于重富营养化状态。鉴于扎龙湿地地表水富营养化污染的严重性,有必要把水体当中的含磷和含氮物质污染防治作为治理湿地水环境的重点加以考虑。     

季节性冻融对扎龙湿地演化的影响

通过野外定位观测和室内分析,探讨了冻融季节扎龙湿地的物质迁移和转变规律.结果表明:季节性冻融对扎龙湿地的演化有有明显的影响.扎龙湿地在小尺度内常常表现为盐化沼泽土-碱化草甸土-浅位柱状碱土-白盖苏打碱土-风沙土的微域格局.不同土壤类型的温度特征和冻融过程都存在一定差异.芦苇沼泽的冻融时间长达9个多月,羊草草甸草原的冻融时间仅8个月左右,且芦苇沼泽的冻融深度比羊草草甸草原深24 cm.消融期间芦苇沼泽土的含水率变化不明显,而其它土壤类型的含水率都迅速减少.消融期间部分芦苇沼泽土表层的残积根层逐渐分解,使得表层的有机质增加幅度达55%,0-70 cm土层的总氮增加幅度达52.8%.     

消融期湿地水环境及其中铁和锰的变化特征

通过野外取样和室内分析,探讨了冻融期间中高纬地区芦苇沼泽湿地水环境的特征。结果表明,铁、锰元素的时空变化特征对湿地的水环境具有指征作用。冻结期整个湿地表层聚集大量水分,消融后土体的水分明显减少。冻结期低洼处湿地土壤表层含水率达0.8m·3m-（3过饱和状态）,洼地边缘土壤最高含水率为0.5m3·m-3,微高地土壤整个土层的含水率最小。pH随着地势逐渐下降而逐渐降低（都表现弱酸性）。低洼部位土壤有机质含量最高,且随着消融过程有机质的增加幅度达55%,随着地势的增高有机质的含量以及变化幅度逐渐减小。小尺度内不同地貌的湿地土壤水文特征影响湿地铁、锰空间分布格局以及迁移转化特征。从水平空间来看,铁的水平分布表现为随着地势的抬升含量逐渐降低;从土壤垂直剖面来看,一般表现为随着剖面的加深,铁、锰的含量逐渐增加,并且淀积层含量明显高于其他层次。湿地土壤中的铁和锰在消融过程中的含量发生明显的变化。消融期间,湿地土壤表层铁的增量达80%以上,洼地边缘的表层也有一定增加,微高处土壤表层的铁、锰含量增加幅度最小。沼泽土壤的铁和锰元素含量与土壤的含水率呈正相关,与土壤的pH值呈负相关,与土壤中有机质的含量还表现出正相关的特征。通过对湿地中铁、锰元素的时空变化规律可以对湿地水环境特征以及演变特征进行指征。     

扎龙湿地底泥沉积物重金属污染评价

对扎龙湿地底泥-水体以及丹顶鹤体内的重金属Zn、Cd、Cu、Pb、Cr进行分析。结果表明,扎龙湿地底泥富集重金属状态较明显,5种金属的平均质量分数均远超过该地区土壤背景值。各金属的富集程度为Zn>Cu>Pb>Cr>Cd。扎龙湿地底泥重金属元素特征在空间上存在明显的差异性。工、农业活动较频繁的林甸县和富裕县所属的湿地区的底泥污染最重,具有很强的潜在生态风险,湿地核心区内的底泥重金属属于轻微-中等生态风险程度。Zn是扎龙湿地栖息的东方白鹳和丹顶鹤体内富集的主要元素,Zn的富集,粪便>羽毛>蛋壳。除了Zn富集明显外,其他重金属富集顺序为Cu>Cr>Pb>Cd,各种元素在2种水禽不同附属物中质量分数高低顺序与Zn一致。     

松嫩平原碱化稻田溶质运移规律研究

使用溴离子为示踪剂,对种稻1年、5年后的碱化稻田土壤水分迁移特征流进行研究。结果表明,与对照相比,种稻措施促进了优先路径的发育,且这种效应随时间而增强。运用人工神经网络中的BP网络、传递函数模型以及对流-弥散函数模型(CDE)对3种处理的溴离子的穿透过程进行模拟表明,传递函数模型(TFM)、对流弥散模型能模拟种稻5年的土壤中的溶质迁移特征,对种稻1年和对照模拟值与观测值存在一定偏差,而BP网络能较好的模拟3种土壤中溶质的运移过程。