不同芦苇沼泽湿地土壤全氮季节动态变化和氮储量研究(简报)

以向海湿地为研究对象,研究了封闭性湿地和开放性湿地土壤全氮含量的季节动态变化特征及其氮储量。结果表明,封闭性湿地与开放性湿地土壤全氮含量的季节动态变化过程既存在差异,又具有一定的相似性,2个典型区各层土壤中全氮含量均可采用四次多项式拟合进行动态模拟。封闭性湿地与开放性湿地土壤氮密度均由表层向下逐渐下降,二者1 m深的土壤氮密度分别为0.95和1.05 kg/m2,其中40 cm以上土层的贡献率均达到66%以上。     

封闭性和开放性沼泽湿地土壤全磷的季节变化特征

以吉林省通榆县付老文泡和二百方子湿地为对象,对比研究了封闭性和开放性湿地土壤全磷含量的季节变化特征及其与土壤理化性状的关系。结果表明:付老文泡湿地0～100cm深度的土壤全磷含量范围为48.77～377.19mg/kg,二百方子为45.65～574.17mg/kg,随季节变化呈现先减后增的变化趋势,即12月-次年5月土壤全磷含量较高,5-7月逐渐下降,在7和8月出现最低值,9和10月含量较低且变化不大,10-12月含量又逐渐回升。土壤全磷主要分布在0～40cm土层,深层含量较低且差异不大;2类湿地土壤全磷含量均未达到生态毒性效应水平。植物地上部分全磷量与土壤全磷之间存在显著的正相关关系,付老文泡湿地植被生长受氮磷协同限制,而二百方子湿地植被主要受氮含量限制。2类湿地土壤全磷与土壤全氮、有机质及粘粒显著正相关,与土壤C/N无显著相关关系;但pH值仅与二百方子湿地土壤全磷显著负相关,与付老文泡湿地土壤全磷无显著相关关系。     

围封对黄土高原草地土壤铵态氮和硝态氮的影响

本研究以黄土高原长期放牧草地和围封7年的草地为对象,分析了土壤铵态氮和硝态氮含量的季节变化,并应用RDA冗余分析法分析了土壤水分、植被地上绿色生物量以及土壤微生物生物量碳对土壤铵态氮、硝态氮的影响。结果表明,铵态氮是围封与放牧草地土壤有效氮的主要组分;两样地0-10cm土层土壤铵态氮与硝态氮均主要受植被地上绿色生物量的影响;围封草地10-20cm土层土壤硝态氮主要受土壤水分与植被地上绿色生物量的共同影响,而放牧草地10-20cm土壤铵态氮和硝态氮主要受植被地上绿色生物量的影响;土壤铵态氮与硝态氮之间呈极显著正相关(P0.01);放牧草地围封7年后,较高的生物量使得凋落物及土壤有机质增加;另外,围封后土壤水分在多数季节显著增加(P0.05),这些因素共同促进了土壤氮素的矿化。     

辉河湿地不同草甸植被群落特征及其与土壤因子的关系

湿地土壤影响植物的种类、数量、生长发育、形态和分布,湿地植物又影响土壤中元素的分布与变化。以辉河国家级自然保护区核心区为研究区域,对湿地草甸、沼泽草甸、过渡草甸、成熟草甸和盐碱草甸进行植被群落调查,并且对不同草甸的土壤进行实验室分析,研究辉河湿地不同草甸优势植物群落特征和土壤元素分布特征及其相互关系。研究结果表明,辉河湿地不同草甸植被群落特征受土壤元素分布特征、水文情势和植物生长特性影响,植被Shannon-Wiener和Simpson指数均为成熟草甸最高,盐碱草甸最低; Pielou均匀度指数变化为:成熟草甸<盐碱草甸<湿地草甸<沼泽草甸<过渡草甸;其中,沼泽草甸地上和地下生物量最高,盐碱草甸最低。不同草甸植被对土壤养分的含量及变化具有一定影响,湿地草甸土壤因子对其植被的生长也具有重要的反馈作用。不同草甸植物群落下同种元素含量差异显著,过渡草甸对土壤碳、氮、磷的吸收和滞留能力最强。此外,植被群落Shannon-Wiener指数与土壤含水量呈显著正相关,与土壤速效磷呈极显著负相关;土壤有机质、全氮和铵态氮与植被高度均呈极显著正相关;植被盖度与土壤有机质和全氮呈显著正相关;土壤速效磷与植被地上、地下生物量均呈显著负相关,而土壤铵态氮与植被地上、地下生物量均呈极显著正相关;全磷对植被多样性、生长和生物量影响较小。植被群落特征与土壤因子的冗余分析(RDA)排序表明,辉河湿地不同草甸之间存在一定程度的演替,成熟草甸和湿地草甸可能为演替的初始阶段或者是末阶段,而过渡草甸为中间阶段,而且土壤养分受群落演替的影响显著。     

高寒生态脆弱区不同扰动生境草地植被及土壤无机氮变化特征

为了解不同干扰生境下高寒生态脆弱区草地植被、土壤无机氮素含量变化特征,以天祝高寒草地为对象,选取3种干扰生境(围栏内天然草地、围栏外天然草地以及牧道),测定和分析不同季节、不同土壤深度铵态氮和硝态氮含量变化特征。结果表明,不同干扰生境,地上植物种类、盖度、高度及生物量等变化明显;相同土层深度,铵态氮、硝态氮含量表现为围栏内>围栏外>牧道。相同干扰生境土壤铵态氮、硝态氮含量随土层深度增加而降低,且变化幅度较大,0~10 cm与20~30 cm土层间差异显著;土壤铵态氮、硝态氮含量从4月到10月呈现先增加后减少的趋势,并在8月出现峰值,围栏内土壤铵态氮含量8月与10月无显著差异,围栏外土壤硝态氮含量10月升高。3种干扰生境下铵态氮、硝态氮同地上生物量之间均呈正相关关系。     

若尔盖不同退化程度高寒沼泽湿地土壤氮矿化特征及温度效应

为明晰退化高寒沼泽湿地土壤氮矿化及其对气候变暖的响应，本研究采用淹水培养法研究相对原生沼泽（RPM）向轻度退化沼泽（LDM）、中度退化沼泽（MDM）、重度退化沼泽（HDM）退化过程中土壤氮矿化特征及温度效应。结果表明：不同退化程度土壤铵态氮累积量、氨化速率和氮矿化势的大小都是MDM>RPM>LDM>HDM；退化沼泽土壤氨化速率相较于RPM在5~15℃时减慢，在20~25℃时加快；4种湿地土壤铵态氮累积量和氨化速率均随温度升高而增大；沼泽退化降低了氮矿化的温度敏感系数，且HDM显著高于LDM和MDM。因此，在若尔盖多年月均气温低于15℃的条件下，高寒沼泽湿地退化降低了土壤氨化速率、供氮潜力和氨化作用的温度敏感性，减小了土壤氮的可利用性。     

黄河三角洲新生湿地不同植被类型土壤的微生物分布特征

为探明黄河三角洲新生湿地土壤微生物分布特征,选取盐地碱蓬(Suaedasalsa)、柽柳(Tamarix chinensis)、芦苇(Phragmites communis)和拂子茅(Calamagrostis epigeios)4种湿地植被土壤,分春、夏、秋3个季节对其中细菌、真菌和放线菌数量组成和分布特征进行了研究。结果表明:不同植被类型湿地土壤中各类微生物数量差别明显,但总体上均偏少,而且优势种类非常明显,以细菌为主,放线菌居中,真菌最少;不同微生物数量上具有明显的季节分布特征,除拂子茅湿地细菌群落外,其他各群落数量均为夏季高,春、秋低;湿地土壤中微生物总量分布存在明显的根际效应,其中细菌的根际效应最为明显;土壤中氮和磷(总氮、总磷、速效氮、速效磷)含量对细菌的数量影响最明显;真菌分布与氮的含量关系密切,但与磷素关系不大;放线菌分布与氮含量相关性小,与磷素呈负相关;微生物数量与土壤pH值和电导率呈一定程度的负相关。本区土壤微生物分布与植被类型、土壤盐分和养分关系密切,且具有明显的季节动态。     

苜蓿种植年限对河西走廊盐渍土氮积累量的影响

在河西走廊盐渍土研究苜蓿种植年限对土壤全氮、硝态氮、铵态氮的影响.结果表明:随着株龄的增长,土壤全氮、铵态氮含量依次增加,其中25龄苜蓿地的全氮、铵态氮含量显著高于其他年限的;而2龄苜蓿硝态氮含量则显著低于其他;异龄苜蓿间变化不显著;沿土壤剖面向下,全氮、铵态氮及硝态氮含量均呈下降趋势.     

三江平原典型湿地生态系统生物量及其季节动态研究

对三江平原毛果苔草-狭叶甜茅湿地生态系统与小叶章湿地生态系统的生物量及其季节动态变化进行了研究,探讨了两类湿地的地上生物量、地下生物量、生物量总量、各组分生物量及它们之间的关系,并根据生物量随时间的变化求出了两类湿地地上生物量的绝对增长速率与相对增长速率.结果表明,两类湿地绝对增长速率与相对增长速率最大值分别为11.4711g./m2.d、20.3733g./m2.d和0.0635g./m2.d、0.0725g./m2.d.此外,对这两类湿地生物量总量及各组分生物量的季节动态进行了一元非线性回归模拟,建立效果比较理想的三次抛物线模拟模型,相关系数均在0.97以上.     

不同退化程度对高寒草甸土壤无机氮及脲酶活性的影响

以东祁连山围封草地(FG)、轻度退化草地(LD)、中度退化草地(MD)、重度退化草地(HD)4种类型高寒草甸为研究对象,分别在春季、夏季和冬季采集各类型高寒草地0~10cm、10~20cm和20~30cm土层的土壤样品,研究了土壤的无机氮总量、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)含量及土壤脲酶活性,以明确不同退化程度对高寒草甸土壤无机氮和脲酶活性特征及其季节动态的影响。结果表明,草地退化对表层土壤的无机氮总量影响较大,春季和夏季3种不同退化程度高寒草地土壤无机氮总量均显著升高,春季LD、MD和HD分别比FG升高了39.9%、28.9%和68.4%,夏季分别升高了19.1%、28.7%和33.6%,但冬季却显著降低,LD、MD和HD分别比FG降低了20.4%、27.2%和47.4%。土壤无机氮形态的研究结果表明草地退化对土壤无机氮形态的效应存在季节差异,草地退化导致春季表层土壤铵态氮含量升高,而对硝态氮含量影响不大,从而导致土壤无机氮总量升高,而夏季情况正好相反,草地退化对夏季表层土壤的铵态氮含量影响不大,而硝态氮含量升高,同样导致土壤无机氮总量升高。草地退化对脲酶活性的影响同样存在季节差异,相比FG,春季LD和MD的表层土壤脲酶活性显著提高,HD下降,而夏季和冬季随着退化程度的加剧,脲酶活性均表现出逐渐升高的趋势,表明轻度和中度退化加快了春季高寒草甸土壤氮素的转化,增加了土壤无机氮的供应能力。     

阅海城市湿地典型植被群落土壤活性有机碳组分分布特征

明确湿地土壤活性有机碳组分分布特征对评价旱区生态效益、实现“双碳”目标等有重要作用。本研究以银川市阅海城市湿地为研究对象,分析城市湿地典型植被群落不同土层土壤有机碳、全氮及活性有机碳的分布特征。结果表明：0～60 cm土层芦苇(Phragmites australis)、茭白(Zizania latifolia)、香蒲(Typha orientalis)、菖蒲(Acorus tatarinowii)及碱蓬(Suaeda salsa)生长区土壤有机碳平均含量分别为2.13,2.99,2.77,3.35和3.15 g·kg^-1。各植被类型下活性有机碳组分中可溶性有机碳变化规律与总有机碳一致。易氧化碳与微生物量碳含量均表现为碱蓬高于其他植被类型。湿地土壤有机碳含量与黏粒呈显著负相关,与全氮呈显著正相关。冗余分析发现植被类型和土层深度差异是影响土壤有机碳及其组分分布的主要因子。该研究表明植被类型会影响湿地的固碳能力,香蒲较其他植被固碳能力更强,而碱蓬生长区碳库稳定性及固碳能力均较弱。     

胶州湾河口湿地土壤有机碳及氮含量空间分布特征研究

为了了解胶州湾河口湿地土壤碳氮的空间分布特征,2011年11月对该区域土壤有机碳(TOC)、总氮(TN)、硝态氮(NO₃^--N)、铵态氮(NH₄⁺-N)、总磷(TP)以及pH、盐度、含水量进行了测定与分析。结果表明,1)胶州湾河口湿地TOC、TN、NO₃^--N、NH₄⁺-N以及TP含量分布总体随深度增加而下降,除TOC(P=0.022)外,TN、NO₃^--N、NH₄⁺-N、TP含量的剖面差异极显著(P<0.01)。碱蓬湿地和芦苇湿地中,NH₄⁺-N的垂直变异系数均大于NO₃^--N;2)胶州湾河口湿地土壤中氮的主要存在形式为有机氮。芦苇湿地表层土壤中TOC含量高于碱蓬湿地,而碱蓬湿地TN、TP含量高于芦苇湿地;3)胶州湾河口湿地土壤中TN、TP与TOC极显著相关(P<0.01),淹水对NO₃^--N、NH₄⁺-N的产生和迁移均产生一定程度的影响;4)与其他滨海湿地生态系统对比,胶州湾湿地土壤中营养元素含量较为丰富,TOC、TN、NO₃^--N以及NH₄⁺-N均处于较高水平。陆源是胶州湾河口湿地有机质的主要来源,且湿地中有机碳腐殖化程度较高。     

黄河源区季节性湖泊湿地退化对土壤微生物碳源利用的影响

为了探讨黄河源区季节性湖泊湿地退化对土壤微生物碳源利用的影响以及土壤微生物碳源利用能力与不同环境因子的关系,本试验在黄河源区退化季节性湖泊湿地研究不同退化阶段植被特征、土壤养分变化和土壤微生物碳源利用状况。结果表明：在季节性湖泊湿地退化过程中,土壤微生物对碳源的利用存在明显的空间分异,其对酯类碳源的相对利用率最高,对单糖/糖苷/聚合物类碳源的相对利用率随退化加重呈现先升高后下降趋势;土壤微生物对单糖/糖苷/聚合物类碳源和醇类碳源的相对利用率改变是土壤微生物功能多样随季节性湖泊湿地退化而变化的主要原因;土壤全氮含量和植被盖度对微生物单糖/糖苷/聚合物类碳源的相对利用率和土壤微生物活性均有影响。该结果为黄河源区的季节性湖泊湿地退化监测和近自然修复提供科学理论依据。     

不同退化高寒沼泽湿地土壤碳氮和贮量分布特征

为研究高寒沼泽湿地土壤碳氮贮量分布特征,探讨退化高寒沼泽湿地的恢复对策,本试验选择三江源区玛沁县大武滩不同退化高寒沼泽湿地为研究对象,分层采集湿地冻融丘和丘间土壤样品,分析土壤有机碳、总氮含量和贮量变化。结果表明：研究区0~30 cm是高寒湿地有机碳和总氮主要分布区,有机碳和总氮呈正相关关系。冻融丘和丘间的土壤含水量与土壤有机碳、总氮均呈极显著相关关系（P<0.01）。冻融丘和丘间的土壤含水量、有机碳、总氮、碳氮贮量均随着退化程度的加剧呈下降趋势,且冻融丘的下降速度较丘间快。有机碳、总氮、有机碳贮量和氮贮量与冻融丘的数量呈极显著负相关关系,与冻融丘的大小呈极显著正相关关系（P<0.01）。这些结果表明：高寒沼泽湿地土壤含水量、冻融丘的数量和大小对高寒湿地退化中土壤碳氮及贮量具有指示性,建议在高寒湿地修复中加强水分补充和冻融丘的保护。     

玛曲高寒草地不同利用方式下土壤氮素含量特征

在玛曲高寒草地,选取不同利用方式下的围封5年的草地、轻度退化与人工修复草地、中度退化草地、重度退化黑土滩型草地、沙化草地以及栽培的燕麦草地为研究对象,分析其土壤氮素含量特征。结果表明,草地的开垦与退化使得可供植物利用的有机碳(SOC)、全氮、无机氮(NH₄⁺-N+NO₃^--N)与铵态氮含量明显降低,轻度退化与人工修复草地的SOC、无机氮及铵态氮含量均最高,分别为8.78g/kg,49.44mg/kg,42.71mg/kg;重度退化黑土滩型草地中硝态氮含量最高,达13.21mg/kg。土壤全氮及无机氮与有机碳之间呈显著正相关(P<0.01),土壤硝态氮及铵态氮与土壤全氮之间也均呈显著正相关(P<0.01),且均表现为线性关系;SOC是影响玛曲不同利用方式下草地土壤氮素含量的重要因素。     

青藏高原高寒湿地退化过程中土壤微生物群落功能多样性特征

为给高寒湿地的退化监测和恢复治理提供科学理论依据，本试验在三江源黄河源区选取退化高寒湿地，采用空间代替时间的方法，选取不同退化阶段并利用常规实验室分析法和Biolog-Eco微平板法研究其土壤微生物群落结构及功能的变化特征。结果表明，高寒湿地、沼泽化草甸和退化草甸样地微生物群系相似性更高。不同退化程度的土壤微生物活性从高到低排序依次为：沼泽化草甸 > 退化草甸 > 湿地 > 重度退化草甸 > 退化草原。整个退化过程土壤微生物对酯类碳源代谢能力均为最强，在退化早期土壤微生物对酸类碳源的利用率较低。土壤微生物平均颜色变化率（Average well color development，AWCD）主要受到土壤全氮含量、土壤有机碳含量、全氮/全磷、植物盖度、土壤含水量和地下生物量的影响。