三江平原典型环型湿地土壤有机碳剖面分布及碳贮量

选取岛状林(棕壤型草甸白浆土)、小叶章草甸(潜育白浆土)和毛果苔草沼泽湿地(腐殖质沼泽土)研究了三江平原典型环型湿地土壤剖面有机碳分布特征与积累现状。结果表明,从环型沼泽湿地边缘向中心,土壤剖面有机碳含量和有机碳储量变化明显。小叶章草甸剖面土壤有机碳含量高于岛状林,但两者差异不大;毛果苔草沼泽湿地明显高于岛状林和小叶章草甸,最大值(为284.1 g kg-1)出现在10~20 cm,20 cm以下明显下降。从环型沼泽湿地边缘向中心,土壤剖面有机碳储量明显增加。1m深度内有机碳储量分别为1.04、1.48和4.22×104t km-2。     

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。     

三江平原湿地CH4排放通量研究

2002年6月到10月在三江平原利用静态暗箱-气相色谱法对不同土壤水分状况或积水深度的毛果苔草沼泽、小叶章草甸以及灌丛进行了CH4排放的测定,结果为毛果苔草沼泽CH4排放通量(11.9 mg/m2·h)>小叶章草甸(8.5 mg/m2·h)>灌丛(0.75 mg/m2·h),差异达到高度显著水平(α=0.01),主要是由土壤水分状况不同而造成的.由于生境的差异,3种湿地类型CH4排放通量的季节变化形式也不尽相同.温度、土壤Eh和毛果苔草生物量是影响CH4排放的重要因素,湿地CH4排放通量和箱内外温度或不同深度的地温均呈显著或极显著正相关,小叶章草甸和毛果苔草沼泽分别与10 cm及15 cm的Eh呈极显著负相关(P<0.01),毛果苔草生物量和CH4排放通量呈显著正相关(P<0.05).     

若尔盖高原退化湿地土壤有机碳储量

为了定量评价若尔盖高原泥炭沼泽湿地退化的碳储存潜力,研究通过土壤剖面法,收集了3个样点的泥炭沼泽湿地土壤样品(原始泥炭地0—200cm、中度退化沼泽湿地0—100cm和重度退化泥炭地0—100cm)。研究表明:(1)中度退化沼泽湿地(1.11±0.18g/cm~3)和重度退化泥炭地(0.72±0.04g/cm~3)土壤容重平均值较原始泥炭地增加了251.8%和129.7%;中度退化沼泽湿地(46.18±6.61g/kg)和重度退化泥炭地(87.37±6.36g/kg)土壤有机碳含量平均值较原始泥炭地降低了74.2%和51.1%。(2)土层深度为0—100cm时,原始泥炭地土壤有机碳储量较中度退化沼泽湿地(384.73±95.57t/hm~2)显著高了47.0%,而与重度退化泥炭地(518.39±33.07t/hm~2)土壤有机碳储量无显著差异;当原始泥炭地有机层增加到0—200cm后,中度退化沼泽湿地和重度退化泥炭地土壤有机碳储量较原始泥炭地(1 088.17±172.84t/hm~2)降低了64.6%和52.4%,退化湿地土壤有机碳储量的降低可能主要是土壤有机碳含量降低的原因。尽管退化湿地土壤有机碳储量下降,但仍是中国(102.89t/hm~2)和全球(116.56t/hm~2)陆地土壤有机碳储量的3~5倍,该研究可为保护与恢复若尔盖高原湿地提供科学依据。     

甘南尕海湿地不同植被退化阶段土壤有机碳含量及动态

以尕海湿地区内的典型泥炭地和沼泽草甸为研究对象,采用野外样地定位观测和室内分析相结合的方法,研究植被退化过程中湿地土壤有机碳含量及动态。结果表明:随着植被退化演替,两类湿地的土壤有机碳含量显著降低(P0.05)。未退化泥炭地土壤有机碳平均含量247.58g/kg,比退化地高出41.90%;未退化沼泽草甸有机碳含量为61.23g/kg,比轻度、中度、重度退化沼泽草甸土壤有机碳分别高出51.24%,51.75%和81.39%。泥炭地的SOC含量随土层的加深无显著变化,而沼泽草甸的SOC含量随土层加深逐渐降低,但随着植被退化程度的加剧,土壤有机碳含量降低的趋势明显减弱。泥炭地未退化阶段各土层土壤有机碳含量从5月到9月随时间变化均呈现"降—升—降"的变化趋势,即7月最低,8月最高,但这种变化趋势在退化阶段0—10cm和20—40cm土层表现恰好相反;而沼泽草甸4种退化阶段各土层土壤有机碳含量变化趋势差异较大,在0—10cm土层,未退化呈单峰型曲线,中度退化与其恰好相反;而在10—20cm和20—40cm土层,各退化阶段均表现为单峰型曲线。植物地上生物量与不同退化阶段土壤有机碳含量存在一定的线性相关关系,但与泥炭地的退化阶段显著相关,R2达到0.99,与沼泽草甸的各退化阶段相关不显著,R2均小于0.80。     

湿地退化条件下土壤碳氮磷储量与生态化学计量变化特征

为了研究湿地退化过程中土壤碳氮磷储量与生态化学计量变化,明确碳氮"汇"功能的变化和土壤碳、氮、磷的平衡关系,采用实地采样调查、室内分析与数理统计法,研究了若尔盖自然湿地保护区内未退化湿地沼泽(MA)、沼泽化草甸(MM)、草甸(ME)3种不同退化程度湿地的典型样地在碳氮磷含量、储量以及生态化学计量的变化特征。结果表明,草甸化沼泽土与草甸土全剖面总有机碳、全氮含量较沼泽土分别降低了29.55%,6.52%和67.53%,40.04%,碳氮储量分别降低了67.49%,60.10%和85.14%,54.47%;3种土壤全磷剖面含量大小顺序为MMMEMA,其储量高低顺序是MEMAMM。随着土层深度的增加,沼泽土的总有机碳、全氮含量明显升高,全磷含量与草甸化沼泽土、草甸土的总有机碳、全氮、全磷含量均呈现降低趋势;3种土壤碳氮磷储量40—100cm土层高于0—40cm土层。沼泽土、草甸化沼泽土、草甸土3种不同类型土壤C/N分别为40.38,31.70,23.26,C/P分别为409.52,247.46,113.07,N/P分别为10.43,7.90,5.02,土壤C/N、C/P、N/P均随湿地退化而减小,较高的C/P与N/P14揭示氮磷元素均是影响植物生长的限制性因素,且受氮素限制高于磷素。因此,若尔盖湿地退化导致土壤碳氮含量与储量降低,碳氮"汇"功能减弱,尤其是碳"汇"。     

三江平原典型湿地土壤中硫的分布特征

本文以三江平原的三种典型类型湿地:小叶樟(Calamagrostisangustifolia)草甸、毛果苔草(Carexlasiocarpa)沼泽、乌拉苔草(Carexmeyeriana)沼泽为研究对象,对其土壤中硫的含量在水平及垂直变化方面进行分析。研究在自然环境下硫的分布特征。经过试验分析和数据处理,得出以下结论:总硫、水溶性硫、吸附性硫、盐酸可溶性硫、盐酸挥发性硫、有机硫含量均为小叶樟草甸<乌拉苔草沼泽<毛果苔草沼泽;别拉洪河、挠力河、鸭绿河、浓江是三江平原四条有代表性的沼泽性河流,流域土壤中的硫素含量为挠力河>鸭绿河>浓江>别拉洪河;在土壤层次上,具有明显的规律性:除盐酸挥发性硫以外,其余各硫组分自上而下含量呈递减趋势;在湿地土壤各形态硫中,有机硫是土壤总硫的主体,盐酸挥发性硫含量最低。总硫与有机硫相关性最显著,达极显著正相关(P=0.01),水溶性硫与盐酸可溶性硫的相关性最差。影响湿地土壤中硫素含量的因素为土壤有机质、土壤pH值、物理粘粒及氧化-还原条件。     

三江平原湿地土壤汞的分布特征及影响因素分析

三江平原湿地土壤汞的含量具有随深度增加总汞含量逐渐降低的特点,表层总汞含量具有小叶樟湿地＜乌拉苔草沼泽＜毛果苔草沼泽的特点,与水分特征一致,与地势的高低相反.植被在土壤与大气汞的交换中有重要的作用,植物汞是土壤汞的主要来源.有机质和总硫浓度与总汞含量具有强烈的相关关系,可以通过回归方程Y(总汞,ng/g)=0.0586479X(有机质,%)+19.4338和Y(总汞,ng/g)=0.0586479X(总硫,mg/kg)+19.4338加以预测.有机质和总硫影响着汞的形态和迁移.总汞含量与pH具有一定的负相关关系.地势、水分条件和植被是影响3种类型沼泽湿地总汞含量的主要驱动因子.     

尕海湿地不同植被退化阶段凋落物分解及其有机碳动态

以甘南尕海湿地不同植被退化阶段的泥炭沼泽和沼泽化草甸为研究对象,通过2013,2014两年凋落物试验分析,研究了不同植被退化过程中凋落物的分解速率及有机碳动态变化特征。结果表明:随着植被退化演替,凋落物有机碳浓度、碳绝对含量和分解速率显著下降(p0.05)。分解速率从6—9月随时间变化均呈现下降趋势,相应的分解速率在0.001 3~0.009/d之间,分解速率最大的为2013年泥炭沼泽未退化PI(0.009/d),最小为2014年沼泽化草甸中度退化SⅢ(0.001 3/d)。泥炭沼泽凋落物中有机碳平均浓度未退化PI(515.07g/kg)退化PⅡ(489.62g/kg),沼泽化草甸凋落物有机碳平均浓度未退化SI(541.26g/kg)轻度退化SⅡ(488.28g/kg)中度退化SⅢ(456.01g/kg),且两年的凋落物碳绝对含量均减小,即发生净释放;凋落物分解速率及有机碳浓度、碳绝对含量都随植被退化加深而减小。     

中俄原油管道工程对沿线沼泽湿地土壤养分和水化学的影响

以漠河-大庆输油管道工程沿线穿过的2种典型沼泽湿地为研究对象,通过对湿地土壤与水体的连续取样,分析管道敷设对沿线沼泽湿地土壤养分和水化学的影响。结果表明,(1)管道敷设后,距离管线10m范围内有机质含量显著降低(P0.05),其中小叶章-凸脉苔草沼泽0-20cm土层平均降低35.14%,兴安落叶松-笃斯越桔-泥炭藓沼泽降低26.48%。(2)管道敷设后,全氮、速效氮、全磷、全钾(10-20cm土层)含量随着与管线距离的接近而波动式下降,有效磷、全钾(0-10cm土层)、速效钾波动式上升,尤其对小叶章-凸脉苔草沼泽管线上方0-10cm土层影响最大(P0.01),其中全氮、速效氮含量降低85.58%和86.17%,全磷降低82.94%,全钾、速效钾含量增加1.40倍和2.10倍,有效磷在10-20cm土层受到的影响最大,升高78.22%。(3)管道工程敷设对Ca2+和Mg2+的影响只在管线上方0-10cm土层达到显著水平(P0.05),小叶章-凸脉苔草沼泽中降幅最大,分别为56.73%和46.10%。土壤微量营养元素中Fe含量受到管道敷设影响最明显,小叶章-凸脉苔草沼泽管线上方10-20cm土层中Fe含量已经达到了距离管线25m处的9.23倍。(4)在2种典型沼泽湿地的水体中,管道敷设对K+和Mg2+含量影响较大,最多增加1.47倍和1.00倍,对Cu2+影响最小(P0.05)。     

Methane concentration and emission as affected by methane transport capacity of plants in freshwater marsh

To elucidate effect of the CH₄ transport capacity of plants on CH₄ production and CH₄ emission, we measured CH₄ emission and the CH₄ transport capacity of plants as well as CH₄ and dissolved organic carbon (DOC) concentrations in porewater and redox potential in the freshwater marsh vegetated with Carex lasiocarpa, Carex meyeriana and Deyeuxia angustifolia. Although only 31% of CH₄ emitted was released via Deyeuxia angustifolia into the atmosphere compared to 72–86% via Carex plants and the CH₄ transport capacity of per stem of Deyeuxia angustifolia was only 8.0 g CH₄ stem^–1 h^–1 being equal to half for Carex plants, the flux of CH₄ emission from the Deyeuxia angustifolia marsh was just lower by 17–28% than those from the Carex marshes as the standing water depth decreased significantly from 15–20 to 5 cm, indicating that despite the poor CH₄ transport capability of Deyeuxia angustifolia partly reduced CH₄ emission via plants, however CH₄ emission was not greatly reduced as expected. This is because although the poor gas transport capability of Deyeuxia angustifolia lowered CH₄ emission to some extent, however it also decreased the input of O₂ into the rhizosphere via plants; the latter not only reduced CH₄ oxidation in the rhizosphere and/or rhizome but also lowered redox potential in the vertical profile resulting in an increase in CH₄ production potential and CH₄ concentration especially at 5 cm depth, which in turn facilitated CH₄ emission through diffusion in the Deyeuxia angustifolia marsh. This study suggests that the sharp decrease in the CH₄ transport capacity of plants did not necessary result in an expected lowering of CH₄ emission in the freshwater marsh.     

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。     

毛果苔草湿地开垦后土壤中主要营养元素垂直分异

以三江平原毛果苔草湿地及其开垦后的农田为研究对象 ,探讨了湿地开垦前后土壤中主要营养元素含量差异及垂直分异。结果表明 ,毛果苔草湿地土壤中主要营养元素含量要远高于农田土壤中营养元素含量 (土壤表层 K元素除外 ) ,其中 ,全 N含量相差 2 0多倍 ;毛果苔草湿地土壤中主要营养元素的垂直分异显著 ,都在 4 0 %以上 ,其中全 N含量的变异系数最高 ,达到 81.32 % ,而农田土壤中主要营养元素的垂直分异不太显著 ,都在 2 4 %以下 ,主要受水分条件和有机质的含量控制     

土壤碳酸盐间接测定方法研究及其应用

通过添加CaCO3内标法及与中和滴定法进行比较,提出了采用C/N分析仪测定的土壤总C量与重铬酸钾氧化法测定的有机C量差值估算土壤碳酸盐含量的方法。采用该方法对广西环江县喀斯特低山区石灰岩发育的土壤和湖南沅江平原湖区湖积物形成的土壤的碳酸盐含量进行了分析。结果表明,石灰岩发育的土壤,林地、旱地和稻田含碳酸盐的土样占总土样数的比例依次为50.0%、43.7%和2.1%,其土壤碳酸盐平均含量分别为134、15.7和37.1g/kg。湖积物形成的土壤,新垦旱地、熟化旱地和稻田土样100%含碳酸盐,其土壤碳酸盐平均含量分别为73.3、46.6和37.7g/kg。成土母质和土地利用方式对土壤碳酸盐含量有明显的影响。     

黄土高原丘陵区典型退耕恢复植被土壤碳分布特征及其影响因素

为深入了解植被恢复对土壤碳库的影响，本研究选取黄土高原丘陵区草地、沙棘、油松、山杏和山杏油松混交林0~100 cm土壤为研究对象，运用随机森林模型等方法，探究黄土高原丘陵区典型退耕恢复植被有机碳（SOC）、无机碳（SIC）、全碳（TC）含量分布特征及其影响因素。结果表明：（1）研究区各恢复植被平均土壤全碳含量为1.685~1.898 g/kg，平均土壤有机碳含量山杏(0.368 g/kg)>草地(0.299 g/kg)>沙棘(0.250 g/kg)>油松(0.233 g/kg)>油松山杏混交(0.209 g/kg) ，平均土壤无机碳含量为平均土壤有机碳含量的5.6倍。（2）所有恢复植被土壤深层（60~100 cm）无机碳含量均无显著差异（P>0.05）。除油松外，各恢复植被表层（0~20 cm）土壤有机碳含量显著高于其他土层（P<0.05）。（3）坡向、坡度、海拔、土地利用类型、土壤含水量、土壤黏粒、速效磷和速效氮共解释了78%、24%和77%的SOC、SIC和TC含量变化，其中海拔、坡向和土壤含水量为研究区土壤碳含量变化的主要影响因素（P<0.05）。在黄土高原植被恢复过程中应充分考虑地形因子和土壤理化性质的影响。本研究结果可为正确评估人工林土壤碳储量及其生态效益提供基础数据和科学参考。     

黄土丘陵区小流域尺度上土壤有机碳空间异质性

通过对上黄试区小流域不同土地利用类型下的60个样点的采样分析,结合地统计学原理对小流域土壤有机碳的空间异质性进行研究。试验结果表明,土壤有机碳含量随土层深度的增加而减少,不同土地利用类型下的土壤有机碳存在显著性差异。表层0-10cm的土壤有机碳含量为9.544g/kg,明显高于10-30cm的7.10g/kg和30-60cm的4.63g/kg。通过Kriging插值法估算,其结果也表现出相同的规律。由土壤有机碳含量分布图可知,0-10cm,10-30cm和30-60cm 3层土壤的有机碳含量均表现出天然草地和柠条纯林高于川台地和河滩地。土壤有机碳含量在空间分布上表现出的特征,与动植物在土体中的垂直分布格局、人类社会活动及区域气候条件等因素有关。     

三江平原典型湿地土壤腐殖质的剖面分布及其组成特征

以三江平原腹地挠力河、别拉洪河、浓江河流域自然沼泽湿地为研究对象,研究了典型湿地土壤腐殖质的剖面分布及其组成特征,并探讨了土壤腐殖质与植被类型及土壤全氮含量的关系。三江平原典型湿地土壤草根层和泥炭层中胡敏酸(HA)和富里酸(FA)的累计含量在整个剖面总量中的比例均大于70%,各组分相对含量分别高于35%总有机碳和23%总有机碳,其剖面分布与土壤有机碳(SOC)的变化趋势一致,由表层向下层逐渐减少。除小叶章湿地土壤草根层HA/FA值为0.97外,三江平原典型湿地土壤HA/FA均大于1,其剖面均值为1.4~2.5,表明三江平原湿地为胡敏酸型土壤.腐殖质各组份含量及其HA/FA值因植被类型而异,而与土壤全氮含量呈显著线性相关(p<0.05)。     

陇东黄土高原农田土壤微生物量碳和颗粒有机碳剖面分布特征

采用野外调查采样与室内分析相结合的方法,对陇东黄土高原农田黑垆土微生物量碳（MBC）和颗粒有机碳（POC）的剖面分布特征进行了研究。结果表明:不同剖面土壤微生物量碳和颗粒有机碳含量随土层变化差异显著或极显著,主要集中在0—20 cm和20—40 cm土层,呈明显的表聚现象;0—60 cm土层MBC含量随着土层深度增加而减小;随着海拔高度增加,0—20 cm土层MBC含量整体呈增加趋势,变化范围为180.92～282.53 mg/kg;POC含量在0—20 cm和20—40 cm土层的变化范围分别为1.02～1.68 g/kg和0.25～0.96 g/kg,40 cm以下土层颗粒有机碳含量较低;剖面中不同土层深度微生物量碳、颗粒有机碳占总有机碳（SOC）的比例在 0—20 cm和20—40 cm土层均显著或极显著高于其它土层,MBC/SOC变化范围分别为2.29%～3.70%和1.00%～2.11%,POC/SOC的变化范围分别为13.46%～19.13%和5.08%～16.16%,剖面MBC/SOC与MBC、POC/SOC与POC随土层的变化规律均一致,MBC/SOC和POC/SOC可以作为反映土壤剖面质量变化的指标。