外源氮输入下纳帕海沼泽湿地N_2O排放特征的初步研究

该文选取滇西北纳帕海沼泽湿地常见植物茭草(Zizania caduciflora)和水葱(Scirpus validus)群落湿地为研究对象,通过培养试验,研究了温度变化和植物生长与N2O排放通量的关系,及3个不同氮输入水平[0、20、40g/m2]下茭草和水葱群落湿地N2O的排放特征。结果表明:在培养过程中,适量的氮输入促进了湿地N2O的排放,但是过高的氮输入对湿地N2O的排放产生了一定的抑制作用。茭草和水葱群落湿地在各氮处理水平下的N2O排放速率随培养时间的变化显著相似(p<0.05)。茭草和水葱群落湿地在不同氮输入水平下的N2O损失量均明显高于对照,且茭草群落湿地各氮处理水平下的N2O损失量均高于水葱群落湿地。说明茭草群落湿地对氮素释放和转移能力强于水葱群落湿地。湿地N2O的排放与温度变化和植物的生物量增长都存在相关性(p<0.05)。但湿地N2O的排放受许多环境因素的综合影响,是一个复杂的过程,氮输入对N2O排放的影响机理需进一步研究。     

5种水生植物在低浓度污水中氮、磷固定能力比较研究

为了避免盲目选择湿地植物带来的生物入侵问题,选择了大薸、水葱、茭草、芦苇和荇菜作为研究对象,将植物种植于TN、TP浓度分别为13～17mg/L、1～1.9mg/L的生活污水中,比较研究了这5种水生植物的生物量、TN浓度、TP浓度、TN累积量及TP累积量的动态变化。结果表明：5种植物生物量都有明显上升,大薸最多为1599g/m2,荇菜最少为430g/m2;在低浓度污水中5种植物TN浓度都发生了不同程度的下降：大薸（13.87mg/g）〉荇菜（8.27mg/g）〉茭草（7.51mg/g）〉芦苇（5.80mg/g）〉水葱（5.22mg/g）;实验开始时植物之间TP浓度差异明显,结束时差异明显缩小：芦苇（0.87mg/g）〉大薸（0.83mg/g）〉茭草（0.76mg/g）〉水葱（0.65mg/g）〉荇菜（0.54mg/g）;大薸对N、P的固定能力最强分别为1755.96mg/m2、105.92mg/m2,荇菜最低分别为673.10mg/m2、43.94mg/m2,水生植物对N、P的固定能力与生物量有关。     

滇西北高原主要湿地挺水植物净化氮、磷效应研究

实验选取滇西北高原湿地4种典型挺水植物,茭草、菖蒲、香蒲、水葱进行室内净化效率试验,通过对4种植物净化水体中的氮、磷等营养元素的比较研究,为云南省污染湖泊治理的人工湿地构建提供科学依据。在对茭草、菖蒲、香蒲、水葱四种挺水植物的室内净化效率试验研究中发现,茭草对TN的平均去除率为69.3%;TP平均去除率为75.2%;氨氮平均去除率为76.4%;正磷酸盐平均去除率为74.7%;COD平均去除率为69.4%。香蒲对TN的平均去除率为60.1%;TP的平均去除率为66.3%;氨氮平均去除率为69.8%;正磷酸盐平均去除率为64.3%;COD平均去除率为60.3%。菖蒲对TN的平均去除率为56.2%;TP平均去除率为61.7%;氨氮平均去除率为64.7%;正磷酸盐平均去除率为62.4%;COD平均去除率为57.9%。水葱对TN的平均去除率为51.9%;TP平均去除率为57.8%;氨氮平均去除率为60.7%;正磷酸盐平均去除率为57.4%;COD平均去除率为53.8%,表明4种挺水植物具有较好的对生活污水的净化效果,4种主要挺水植物中,茭草对氮、磷的总体净化效率最高、香蒲次之、菖蒲第3、水葱第4。运用湿地植物净化水体中的氮、磷是一项既能处理污染,又能保护环境、美化环境的生态工程,人工湿地构建中植物选择是基础,研究为我国高原污染湖泊湿地的治理、修复、重建以及保护利用提供了科学依据。     

若尔盖高寒嵩草草甸湿地不同水分条件下土壤有机碳的垂直分布

研究若尔盖高寒嵩草草甸湿地常年积水、季节性积水(每年6-10月积水)和无积水3种水分条件下土壤有机碳的分布特征.结果表明:若尔盖高寒嵩草草甸湿地土壤有机碳含量极高,表土层(0 ～ 10 cm)最高可达73.2 g·kg-1,是中国森林、农田和草原生态系统土壤有机碳含量的6 ～10倍,且土壤有机碳的垂直分布深达400cm,远远超过中国森林、农田和草原生态系统;在浅土层(0～50 cm)和深土层(200～400 cm),不同水分条件下的高寒嵩草草甸湿地土壤有机碳含量差异显著(P＜0.05),在0 ～ 50 cm浅土层表现为常年积水区＞季节性积水区＞无积水区,在200 ～ 400 cm深土层表现为无积水区＞季节性积水区＞常年积水区,而在50 ～ 200 cm中间土层,不同水分条件下高寒嵩草草甸湿地土壤有机碳含量无显著差异(P＞0.05);在0 ～ 400 cm土层,不同水分条件下的高寒嵩草草甸湿地土壤C/N值多小于15,这有利于高寒湿地土壤碳的积累;若尔盖嵩草草甸湿地的有机碳储量极高,常年积水区、季节性积水区和无积水区在0 ～ 400 cm土层的有机碳储量分别为64.87,71.21和76.45 kt· km-2,是中国森林、农田和草原生态系统的20 ～ 40倍;约60％的土壤有机碳储量分布在l m以下土层;整个若尔盖高原地区的高寒嵩草草甸土壤总有机碳储量约为0.245 Pg.     

多代连栽人工林碳贮量的变化

通过收集多代连栽桉树、落叶松和杉木人工林生长和土壤方面的数据,分析了不同代数间林分生物量和土壤有机碳贮量的变化,并定量或定性分析了混交、施肥等地力维护措施对林分生物量和土壤有机碳贮量的影响.随着连栽代数的增加,生物量和土壤有机碳贮量均呈现明显的下降,2代杉木人工林生物量和土壤有机碳贮量分别比1代下降24%和10%,3代分别比2代下降39%和15%.地力维护措施可在很大程度上防治连栽人工林生物量和土壤有机碳贮量的下降,2代杉阔混交林生物量和土壤有机碳贮量分别比2代纯林提高69%和19%;2代桉树与相思属树种的混交林生物量比2代桉树纯林增加29%;施肥可使2代杉木人工林生物量提高22%.轮作和林下植被培育也能提高林分生物量,但对土壤有机碳贮量的影响尚需进一步研究.     

不同海拔红松混交林土壤微生物量碳、氮的生长季动态

[目的]研究红松混交林下土壤微生物生物量碳、氮的生长季动态变化,为更多地了解红松混交林生态系统中土壤微生物群落在碳氮循环中的作用提供科学依据。[方法]以红松林在长白山海拔分布高度上限为准,从最高海拔起按每100 m海拔为1个梯度依次向下选取5个样地作为研究对象。同一海拔设置3个重复样地,面积均为20 m×20 m,间隔20 m。样地内按S型随机布点,共设10个15 cm×15 cm样方,分别于2013年5月21日、7月19日、8月23日、9月20日进行样品采集。分析不同海拔红松林的土壤理化性质及土壤微生物生物量碳和生物量氮生长季的动态变化规律及差异的机制。[结果]土壤微生物生物量碳、氮含量及碳氮比随海拔的升高呈现出先增加后降低的趋势,土壤微生物生物量碳、氮和碳氮比在900 m达到最高(1 287.18 mg·kg~(-1),224.29 mg·kg~(-1),9.29),各海拔间土壤微生物生物量碳、氮含量有显著差异(P0.01)。土壤微生物生物量碳和氮含量随着土壤深度的增加呈下降趋势,5个海拔0~5 cm土层微生物生物量碳分别是5~10 cm的1.15,1.55,1.29,2.58,1.32倍,微生物生物量氮则分别是1.50,1.23,1.45,2.64,1.09倍。在5—9月的生长季中,土壤微生物生物量碳、氮含量在0~5 cm土层均为先降低后升高再降低的变化规律,呈倒"N"形曲线,在5~10 cm土层则呈现出先升高再降低的单峰曲线形;不同土层、不同海拔间的土壤微生物生物量碳氮比的季节变化规律均存在差异,但除5月较低外,土壤微生物生物量碳氮比均在5~20之间,说明红松混交林土壤微生物群落中真菌相对于细菌更占优势,土壤的腐殖化能力相对较高;8和9月微生物生物量碳氮比最高,这一时期土壤的固碳能力最强。土壤有效氮、有机碳、有效磷、有效钾含量和p H值、含水量在各海拔之间均存在较大的差异,总体上各指标从海拔700 m到900 m逐步升高到最大值,然后开始呈下降趋势。不同海拔土壤微生物生物量碳与土壤总有机碳、有效氮、有效磷、有效钾含量和土壤含水量呈极显著正相关(P0.01),与土壤p H值呈显著正相关(P0.05);土壤微生物生物量氮与土壤p H值呈极显著正相关(P0.01),与土壤有机碳、有效氮、有效磷、有效钾含量和土壤含水量呈显著正相关(P0.05)。[结论]海拔、土壤深度、季节变化等都能对土壤微生物生物量碳、氮含量产生显著的影响,土壤的理化性质、样地林分组成等是导致土壤微生物生物量碳、氮差异的主要影响因子。     

丽江拉市海高原湿地水生植被调查与分析

水生植被是湿地植被的重要组成部分,体现着湿地生态系统的演化和发展方向。利用3S技术和典型取样的方法,通过对拉市海水生植被调查表明：水生植物共有32种,隶属17科、21属;植物群落17个,包括4个挺水植物群落、3个浮叶植物群落、1个漂浮植物群落、7个沉水植物群落。水葱Scirpus tabernaemontani、芦苇Phragmites australis、两栖蓼Polygonum amphibium、荇菜Nymphoides peltatum、野菱Trapa incise等是水生植被的优势种;水生植物群落结构层次较为复杂,物种组成比较丰富。     

禁牧对高原湿地纳帕海退化草甸土壤理化性质的影响

2012年采用比较研究法对高原湿地纳帕海禁牧4年、禁牧8年和未禁牧的退化草甸土壤理化性质进行调查分析,探索禁牧对高原湿地退化草甸土壤理化性质的影响.结果表明,禁牧显著降低了土壤容重值,增加了土壤毛管持水量,改善了土壤物理性质,且禁牧时间越长,效果越显著;随着禁牧时间的增加,土壤有机碳、全氮、碱解氮、速效磷含量逐渐递增,且表层0 ～ 20 cm土壤比深层20 ～ 40 cm土壤变化幅度大;纳帕海湿地退化草甸土壤理化性质随着禁牧时间的增加趋于良性循环,并与植物生长和植被演替有着密切关系,表明禁牧是高原湿地退化草甸土壤恢复的有效措施.     

高原湿地纳帕海水生植被调查与分析

水生植被是湿地植被的基础和重要组成部分,体现着湿地生态系统的演化和发展方向。利用3S技术和典型取样的方法,通过对纳帕海水生植被的调查表明:水生植物有32种,隶属20科,可分为挺水植物、沉水植物、浮叶植物3个植被亚型和11个群系;水葱(Scirpus palustris)、水蓼(Polygonum hydropiper)、狭叶香蒲(Tupha angustifolia)、菜(Nymphoides peltatum)、狐尾藻(Myripophyllum spicatum)等是水生植被的优势种,而具有特别重要意义的物种,如杉叶藻(Hippuris vulgaris)、小黑三棱(Sparganium simplex)的数量减少或消失;水生植被分布区范围相对较小,其组成结构出现了退化趋势。     

淹水深度对黄河三角洲湿地物种多样性和生产力的影响

由于气候变化和人类活动的双重压力,湿地生态系统退化逐渐加剧.生态补水作为修复湿地的重要措施,对湿地生态系统保护与修复起到了促进作用.该措施会使湿地呈现不同的淹水深度,进而改变植物群落的组成、分布以及生物量.为了解不同淹水深度对物种多样性和植物生物量的影响,我们以黄河三角洲湿地为研究对象,通过野外原位模拟不同淹水深度实验...     

新疆三工河流域柽柳群落细根生产与周转对土壤有机碳的贡献

在2010年整个生长季内,采用土钻法和内生长法,对新疆干旱区柽柳细根生物量、季节动态、分解与周转进行了研究。结果表明:柽柳群落土壤含水量随着土层深度的增加而增加。10~20cm土层土壤有机碳储量最大,随后随着土壤深度的增加,有机碳含量逐渐降低。方差分析表明:不同土层有机碳含量差异显著。细根生物量的月平均值为54.51g·m–2,群落细根生产量为58.64g·m–2。细根生物量呈明显的季节变化趋势,即5—9月逐渐增加,9月达到最大值,9—10月逐渐下降;在土壤剖面垂直变化上,细根生物量随土层深度的增加呈先增加后降低的趋势,0~10、10~20、20~30、30~40、40~50、50~60cm各土层细根生物量所占比例分别为19.53%、30.05%、26.41%、12.01%、7.33%、4.67%。双因素方差分析表明:不同取样时间、不同土层之间的活细跟生物量、死细根生物量均差异极显著。柽柳群落细根年分解量、年死亡量、净生产力分别为17.41、33.75、83.60g·m-2·a-1,年周转率为1.98次·a-1,通过细根死亡进入土壤中的有机碳为(42.68±5.40)g·m–2·a–1,占土壤有机碳含量的2.12%。这表明,尽管柽柳群落通过细根周转进入土壤中的有机碳仅占现存土壤有机碳的一小部分,但从较长的时间尺度来看,柽柳群落细根对干旱区生态系统地下有机碳的补充具有重要作用。     

秦岭天然华山松林碳素空间分布规律及其动态变化

基于野外调查和实验室仪器分析数据,研究了秦岭天然华山松林生物量、碳密度、碳储量的空间分布及其随龄级、海拔变化的规律。结果表明:碳在华山松各器官中的分配以树干所占比例最大,其次为树枝,树皮最小;不同器官含碳率波动在0.488 6～0.519 8之间,顺序为叶>根>干>枝>皮;华山松林生态系统的生物量碳密度为133.59t/hm~2,其中地下部分(0～80cm)约占2/3,地上部分约占1/3;华山松林生态系统的生物量碳密度在海拔1 800～1 900m最大,达142.73t/hm~2,海拔低于1 700m和超过2 300m,都较小,分别为120.81t/hm~2和107.21t/hm~2;6个龄级的天然华山松林的生物量碳密度以平均树龄20a为最小,60a为最大;通过两期清查数据对比可知,其生物量增加了2.17t/hm~2,生物量碳密度增加了0.64t/hm~2。     

不同干扰条件下镜湖湿地植物多样性调查研究

进行了镜湖湿地植物群落的调查研究,研究了不同干扰条件下(林地区、草地区、水库区与建设用地区)镜湖湿地植物多样性概况。研究结果表明:镜湖湿地4个区域中共有植物物种150种,分属75科90属,主要以被子植物为主(140种)。①林地区域上共有植物103种,优势物种合欢(Albizia julibrissin Durazz.)的株高,样方所有植物盖度及生物量分别为75.6 cm,85.6%,1608.1 g/m~2,该区的Shannon-Winner指数,Pielou均匀度指数和Simpson植物优势度指数分别为2.1,0.9与0.64;②草地区域共有植物95种,优势物种早熟禾(Poaannua L.)的株高,样方所有植物盖度及生物量分别为20.1 cm,79.4%,387.9 g/m~2,Shannon-Winner指数,Pielou均匀度指数和Simpson植物优势度指数分别为1.8,0.7与0.65;③水库区域上共有植物69种,优势种喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb)的株高,样方所有植物盖度及生物量分别为6.3 cm,59.3%,227.8 g/m~2,Shannon-Winner指数,Pielou均匀度指数和Simpson植物优势度指数分别为1.1,0.4与0.8;④建设用地区域上共有植物73种,优势种诸葛菜的株高,样方所有植物盖度及生物量分别为18.9 cm,55.8%,355.4 g/m~2,Shannon-Winner指数,Pielou均匀度指数和Simpson植物优势度指数分别为1.2,0.5与0.7。从整体上看,绍兴镜湖湿地植物资源较丰富,物种多样性较高,但不同干扰条件,会影响不同区域的物种多样性及物种组成。     

长白落叶松人工林带状间伐方式对土壤有机碳含量的影响

土壤是陆地生态系统碳循环过程中最大的有机碳库,其碳储存量高达1500Gt,为大气碳库的3倍,陆地生物量的2.5倍(Valentinietal.,2000)。土壤有机碳含量的微小变化,都会较大程度地影响陆地生态系统碳循环(陈亮中等,2007;于贵瑞,2003)。森林土壤碳储量占全球土壤碳储量的73%(崔骁勇等,2001),其积累和分解直接影响到全球的碳平衡(李德基等,1992)。因此,森林土壤有机碳储量变化备受关注,成为全球气候变化研究的核心内容之一(王绍强等,1999)。     

生草对桃园土壤有机碳及微生物多样性的影响

为探讨生草栽培对桃园土壤有机碳及微生物功能多样性的影响,在浙江省嘉兴市水蜜桃园设置栽培黑麦草、白三叶、紫花苜蓿及清耕试验。结果表明,与清耕相比,种植黑麦草、白三叶、紫花苜蓿后土壤有机碳含量分别提高21.1%、31.6%、25.0%(P<0.05),增加的部分以羰基碳为主;园地土壤微生物量碳、水溶性有机碳含量提高53.7%~130.4%、59.27%~80.3%(P<0.05);3种生草的土壤微生物活性(SMA)显著高于清耕,微生物Shannon指数(H)和均匀度指数(E)也表现为白三叶和紫花苜蓿处理显著高于清耕。综上,生草栽培可增加桃园土壤有机碳含量,提升土壤微生物功能多样性,其中以栽植白三叶效果为佳。     

海拔影响毛竹林土壤有机碳组成的研究

地理海拔是毛竹(Phyllostachy heterocycla cv.pubescens)生态系统重要的环境影响因素,同时影响着竹林土壤有机质结构及碳循环。研究采集了建瓯市3处高中低不同海拔的毛竹林土壤样品,利用化学分级,将土壤有机碳组成分为松结合态、稳结合态及紧结合态,旨在了解海拔高度对竹林土壤有机碳循环的影响。结果表明,随海拔高度增加,毛竹林土壤碳储量随之增加,高海拔竹林土壤碳储量比对低海拔增加了50.6%(0~60 cm)。土壤中松结合态、稳结合态及紧结合态有机碳组份含量以高海拔为高,但随土壤剖面深度增加逐渐降低。然而,不同结合态有机碳占全碳的百分比则与海拔高度无关,松结合态及稳结合态有机碳比率则随土壤深度增加而增加。由此说明,海拔高度影响着有机碳的含量,土壤则影响着有机碳的储存形态。     

保护性耕作对玉米农田碳储量的影响

研究了传统耕作和保护性耕作2种方式对玉米农田生态系统各碳库的影响规律,结果表明:与传统耕作方式相比,保护性耕作能有效提高玉米各器官生物量,整株生物量平均提高了2.15倍,各器官有机碳含量平均提高了11.4%,单株碳储量提高了2.56倍;保护性耕作能有效提高0～30 cm各土层有机碳储量,对0～10 cm土层范围内土壤有机碳含量影响程度明显,其碳含量较传统耕作提高近1倍;实施保护性耕作后,玉米农田生态系统各碳库碳储量呈现明显的增加趋势,玉米农田生态系统地上碳库、根系碳库、土壤碳库和总碳库碳储量分别达到了1 431.62 kg/hm2、364.79 kg/hm2、27 667 kg/hm2、29 463.66 kg/hm2,比传统耕作分别提高了263.6%、228.6%、62.7%、68.3%。     

秦岭南坡林地土壤有机碳密度空间分异特征

【目的】研究陕西秦岭南坡林地土壤有机碳密度空间分异特征,为秦岭林区土壤有机碳科学管理提供理论依据。【方法】在陕西秦岭南坡不同林区(洋县长青、佛坪县龙草坪、太白县太白山、宁陕县宁东和宁陕县宁西)及立地条件(海拔、坡向、坡位和坡度)设置样地,通过调查、取样和测定,采用差异性检验分析不同立地因子对土壤有机碳密度(tC·hm^-2)的影响,并通过逐步回归分析量化各因子对土壤有机碳密度影响的相对重要性。【结果】秦岭南坡林地土壤有机碳密度均值为125.41tC·hm^-2(52.60~307.36tC·hm^-2),在0~10,10~30和30~60cm土层分别为59.04,41.65和24.73tC·hm^-2,分别占土壤有机碳总密度的47.07%,33.21%和19.72%;秦岭南坡不同林区土壤有机碳密度差异较大,表现为龙草坪(143.55tC·hm^-2)>宁东(138.37tC·hm^-2)>宁西(134.09tC·hm-2)>太白山(109.29tC·hm^-2)>长青(90.22tC·hm^-2);土壤有机碳密度随海拔升高先增后降,在海拔800~1200m最低(平均90.24tC·hm^-2),在海拔2000~2400m最大(平均166.43tC·hm^-2),当海拔高于2400m后下降(平均132.51tC·hm^-2);阴坡土壤有机碳密度(127.23tC·hm^-2)稍高于阳坡(123.25tC·hm^-2);土壤有机碳密度随坡度增大而降低,由147.52tC·hm^-2减至87.06tC·hm^-2;土壤有机碳密度在下坡位(166.36tC·hm^-2)大于中坡位(129.43tC·hm^-2)和上坡位(77.14tC·hm^-2)。【结论】秦岭南坡林地土壤有机碳密度存在显著的区域差异,并随海拔升高先升后降,在各海拔间和不同坡位间均差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01),但在阴坡与阳坡间无显著差异。逐步回归分析表明,坡位和海拔是影响土壤有机碳密度差异的主导立地因子。与我国其他主要林区相比,陕西秦岭南坡林地土壤有机碳密度处于较高水平,在我国森林土壤碳库中具有重要地位,应加强管理。     

岷江上游亚高山暗针叶林的生物量碳密度

利用森林资源连续清查的样地数据,基于生物量与蓄积量之间的关系模型,估测岷江上游亚高山暗针叶林地上部分生物量碳密度、碳密度年增长率及其随林龄、海拔和坡向变化的分布规律.结果表明:岷江上游暗针叶林的成熟林、过熟林生物量碳密度较高,中龄林、幼龄林生物量碳密度较低,成熟林、过熟林生物量碳密度高于全国平均水平,而中龄林和近熟林低于全国平均水平,幼龄林与全国平均水平相近;中龄林生物量碳密度年增长率最大,为1.3%,其次为过熟林,生物量碳密度年增长率为0.8%,幼龄林生物量碳密度年增长率最小,为0.7%;海拔3600～3800m处生物量碳密度最大,明显高于其他海拔区段;海拔3000～3400m处生物量碳密度年增长率最高,为1.03%;半阴坡和半阳坡的生物量碳密度高且年增长率最大,其次是阴坡,阳坡生物量碳密度低,年增长率最小;过去20多年,岷江上游暗针叶林生物量碳密度呈现逐年增加的趋势,1997-2002年,生物量碳密度年平均增长率为1.15%,高于其他调查期间碳密度年增长率.     

豫南35年生马尾松林生态系统碳库特征及其分配

对豫南35年生马尾松林生态系统的生物量、碳贮量及其空间分布特征进行研究。采用分层切割法和相对生长方程计算乔木层生物量和林下植被生物量,C、N元素分析仪测定碳含量。研究结果表明:35年生马尾松林生态系统的总生物量平均为228.6 t.hm-2,其中乔木层生物量占88.9%,灌木层占7.7%,草本层占0.1%,凋落物层占2.7%;马尾松林生态系统总碳库为218.11 t.hm-2,其中植被总碳贮量为127.69 t.hm-2,土壤有机碳库为90.42 t.hm-2;乔木层碳库(115.52 t.hm-2)占生态系统碳库的52.96%,灌木层占3.80%,草本层占0.28%,现存凋落物层占1.50%,矿质土壤层碳库占生态系统碳库的41.46%。