大兴安岭多年冻土区森林湿地土壤碳氮含量及酶活性研究

[目的]研究大兴安岭多年冻土区不同森林植被类型不同深度土壤碳、氮含量及相关酶活性的特征,为深入了解冻土区森林湿地的碳、氮动态及冻土区生态环境保护提供理论依据。[方法]以大兴安岭典型植被类型落叶松、樟子松及白桦为研究对象,分析不同植被不同土层碳、氮含量及相关酶活性特征。[结果]随着土壤深度的增加,不同植被类型土壤溶解性有机碳、土壤有机碳、土壤硝态氮、土壤铵态氮、土壤脲酶、土壤蔗糖酶均逐层降低。0~10 cm土层,土壤溶解性有机碳含量落叶松分别显著高于樟子松和白桦(P0.01);樟子松铵态氮、硝态氮含量分别显著高于落叶松、白桦(P0.05);脲酶活性落叶松最高,分别为樟子松和白桦的1.44倍、1.28倍(P0.05);蔗糖酶活性由低到高依次为落叶松、樟子松、白桦(P0.05)。10~20、20~30 cm土层与其规律相似。相关性分析表明,蔗糖酶对土壤有机碳、溶解性有机碳含量的影响最大,其相关系数分别为0.945、0.931(P0.01)。脲酶对铵态氮含量的影响较大,相关系数为0.790(P0.05)。[结论]大兴安岭多年冻土区不同森林湿地植被土壤碳、氮含量均有一定的规律性和差异性,表明植被类型是影响土壤碳、氮循环过程的重要因素。     

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。