东北寒温带永久冻土区森林沼泽湿地生态系统碳储量

湿地在全球碳循环中具有重要作用,但目前湿地碳储量估算仍存在诸多不确定性。利用相对生长方程与碳/氮分析仪测定法,同步测定寒温带大兴安岭永久冻土区沿过渡带环境梯度依次分布的7种典型天然沼泽类型(草丛沼泽C、灌丛沼泽G、毛赤杨沼泽M、白桦沼泽B和落叶松苔草沼泽LT、落叶松藓类沼泽LX、落叶松泥炭藓沼泽LN)的生态系统碳储量(植被和土壤)、植被净初级生产力与年净固碳量,定量评价各沼泽类型的生态系统碳库及植被固碳能力,并揭示两者沿过渡带环境梯度的空间分布规律性。结果表明:(1)其植被碳储量(3.60～62.18 t·hm^–2)沿过渡带环境梯度呈先上升后降低的偏态型分布趋势;(2)土壤碳储量(179.47～320.81 t·hm^–2)呈森林沼泽(M除外)与灌丛沼泽显著高于C(56.4%～78.8%,P<0.05)和M(32.0%～50.9%,P<0.05)的变化规律性;(3)生态系统碳储量(183.07～347.14 t·hm^–2)也呈现森林沼泽(M除外)与灌丛沼泽显著高于C(64.0%～89.6%,P<0.05)...     

土地利用对沼泽湿地土壤碳影响的研究

以三江平原分布最广泛的两种自然沼泽湿地(毛果苔草沼泽和小叶章草甸)以及不同利用类型土地为研究对象,探讨了土地利用变化对三江平原沼泽湿地土壤碳含量的影响.结果表明,沼泽湿地土壤中碳含量主要受地表积水环境的控制.表现为常年积水的毛果苔草沼泽高于季节性积水的小叶章草甸,毛果苔草沼泽土壤总碳(TC)、有机碳(SOC)、无机碳(SIC)及可溶性有机碳(DOC)含量分别为(258.4±81.9)g/kg.(203.7±62.4)g/kg,(54.7±19.4)g/kg和(4.8±0.85)g/kg.小叶章草甸土壤则分别为(99.4±24.2)g/kg,(81.4±24.5)g/kg,(17.9±9.8)g/kg和(2.4±0.27)g/kg.垦殖导致沼泽湿地土壤碳含量显著降低,土壤TC及SOC含量随开垦年限的增加而递减,并与垦殖年限呈极显著负相关关系.沼泽湿地退化后,土壤碳含量降低.小叶章草甸退化为小叶章一杂类草草甸后土壤TC,SOC,SIC及DOC分别减少了71%,72%,67%和76%,毛果苔草沼泽退化为灌丛-杂类草草甸后则分别减少了69%,65%,83%和60%."退耕还湿"能提高土壤中的碳含量,但增加速率较慢.土壤pH值是影响土壤碳含量的一个重要因素.     

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。     

中国滨海湿地碳储量估算

滨海湿地生态系统碳汇功能强大,探究其固碳能力对于降低温室气体浓度,缓解全球气候变暖具有重要意义。基于谷歌地球引擎（Google Earth Engine, GEE）提供的1987—2020年Landsat遥感数据及已发表的滨海湿地碳密度数据,使用遥感定量反演与生命地带法相结合的方法,研究中国滨海湿地30多年来碳储量时空变化,结果表明：（1）盐沼湿地主要分布于沿海北部区域,光滩主要分布于沿海东部区域,红树林湿地主要分布于沿海南部区域;（2）中国南部滨海湿地碳密度明显高于北部和东部滨海湿地;（3）中国滨海湿地总碳储量整体呈降低趋势,沿海北部区域与东部区域总碳储量大于南部区域。气候、植被与土地利用变化共同影响了滨海湿地碳储量的时空动态,以围填海为主的人类活动是影响滨海湿地碳储量变化的主要因素。研究结果可为有效评估滨海湿地的碳汇能力,制定减排增汇措施,应对气候变化提供理论依据,也可为我国滨海湿地生态系统管理和退化湿地生态恢复提供决策支持。     

纳帕海高原湿地土壤有机碳密度及碳储量特征

选取纳帕海典型沼泽、沼泽化草甸和草甸为研究对象,研究纳帕海湿地土壤有机碳密度及碳储量特征。结果表明:沼泽和沼泽化草甸土壤剖面有机碳含量明显高于草甸土壤;沼泽、沼泽化草甸和草甸土壤剖面有机碳密度与有机碳含量变化趋势基本一致,沼泽和沼泽化草甸土壤剖面有机碳密度均在30kg/m3以上,草甸土壤0-40cm有机碳密度高于30kg/m3,40cm以下有机碳密度均低于30kg/m3;沼泽、沼泽化草甸和草甸土壤储碳层厚度分别为60,80,20cm,1m深度以内有机碳储量分别为393.53,458.81,305.78t/hm2。     

重庆市柑橘林生态系统碳储量的动态变化

通过调查重庆市柑橘产业情况,以生物量回归模型及碳密度分配状况为基础,探讨重庆柑橘林生态系统碳储量的动态变化。结果表明,重庆柑橘林生态系统碳储量随时间的变化规律与重庆柑橘种植面积、产量随时间的变化规律相似;直辖初至2000年果树碳储量、土壤碳储量和总碳储量增幅较小,2000年至2010年增幅较大,为118.4%。重庆柑橘林生态系统碳储量主要集中在10个柑橘生产重点区县,总碳储量为27.348×106t,占全市柑橘林总碳储量的88.94%,在全市森林生态系统碳储量中占有重要的地位(占7.23%);在空间分布上呈现由渝西向渝东北递增的规律。     

三江平原沼泽湿地土壤有机碳的垂直分布特征研究

以三江平原腹地挠力河、别拉洪河、浓江河流域天然沼泽湿地为研究对象,并以湿地开垦后的农田为对照,研究了沼泽湿地不同层次土壤中有机碳含量的垂直分布特征及其与pH值、N素的相关关系。结果表明,沼泽湿地土壤有机碳的垂直分布随土壤深度、植物群落类型和农业耕作方式的变化而变化;开垦使天然沼泽湿地0～45cm土壤有机碳损失90%以上;土壤不同层次有机碳含量与pH呈显著负相关(r=-0.651**,P<0.01),与全氮呈显著线性正相关。     

黄土高原子午岭森林碳储量与碳密度研究

基于样地林分调查与室内分析,运用清查平均生物量法和林木相对生长模型,研究了黄土高原子午岭林区3种森林碳储量及碳密度空间分布特征。结果表明:研究区森林生态系统植被含碳率变化范围为0.331 6～0.553 2 g/g;变异系数介于2%～14%,而枯落层含碳率为0.294 8～0.335 9 g/g;3种林地平均碳密度:柴松林为238.22 t/hm2,辽东栎林为235.75 t/hm2,油松林为191.58 t/hm2,柴松林及辽东栎林碳密度约是油松林的1.24倍;从研究空间尺度上土壤层植被层枯落层,其碳密度分别为105.21,88.11,28.53 t/hm2,其中植被层各分层碳密度大小差异显著,而土壤层碳密度随着土壤深度的增加而递减;3种森林生态系统有机碳库总储碳量为31.70 Tg,其中土壤层碳储量占整个碳库的49%,是植被层和枯落层碳储量的1.3倍和3.5倍,且碳储量空间分布呈现出:土壤层乔木层枯枝落叶层灌木层草本层。     

北京市松山天然油松林生态系统的碳储量

[目的]分析北京市松山地区天然油松林生态系统碳储量,为研究区天然油松林的碳固定和碳储量管理研究提供理论依据。[方法]以北京市松山天然油松林生态系统为研对象,设置标准样地进行乔木。灌木。草本。凋落物调查,采集并分析0—100cm土层土样,根据相关方程计算出生态系统以及各个层次的碳储量。[结果]植物体含碳率变化在42.39%~49.95%,0—100cm土壤含碳率变化在0.26%~1.31%。天然油松生态系统碳储量为147.24 Mg/hm2,其中植被碳储量为57.14 Mg/hm2,占生态系统碳储量的36.7%,植被各层碳储量的顺序为乔木(54.93Mg/hm2)灌木(0.45Mg/hm2)草本(0.29Mg/hm2);土壤碳储量为66.35 Mg/hm2,占生态系统碳储量的46.30%,分别是植被碳储量的1.16倍和凋落物碳储量的2.79倍,且随着土层深度的增加而递减;凋落物碳储量为23.75 Mg/hm2,占生态系统碳储量17%。[结论]松山地区天然乔木对植被碳储量的贡献率最大,松山地区天然油松林植被含碳率表现为:乔木灌木草本凋落物。     

三江平原沼泽湿地开垦对表土有机碳组分的影响

土壤有机碳是土壤质量评价和土地资源可持续利用管理中必须考虑的重要指标,其质量和数量影响土壤的物理、化学和生物特征及其过程。但是,利用总有机碳来评价土地利用方式对土壤碳动态的影响,特别是在土壤中稳定有机碳背景较高的情况下,     

我国东北寒温带湿地土壤碳氮分布及相关性

以东北寒温带不同纬度典型湿地土壤碳氮分布关系为研究对象,遴选漠河湿地、洪河湿地及七星河湿地进行土壤样品的调查采集并进行土壤碳氮分布相关分析,通过构建不同纬度沼泽湿地土壤碳氮含量垂直分布结构,考察不同湿地不同植被类型土壤碳氮分布规律及土壤对植被生长状况的影响。结果表明:土壤氨氮及硝态氮在土壤垂直分布中有明显的表聚现象,含量随土壤深度的增加呈明显下降趋势;七星河湿地及洪河湿地土壤碳氮含量呈显著的线性相关关系,而漠河湿地土壤碳氮含量相关性不显著。本研究通过对东北寒温带不同纬度沼泽湿地土壤碳氮含量分布的研究,旨在对全球沼泽湿地氮循环的研究提供一定的参考作用。     

Assessment of Methods for Measuring Soil Microbial Biomass Carbon in Temperate Fruit Tree-Based Ecosystems

We investigated the potential of three methods of quantifying microbial biomass carbon (MBC), viz., chloroform fumigation-extraction (CFE) following organic C estimation through Vance method (CFE-V) and Snyder–Trofymow method (CFE-ST), and substrate-induced respiration (SIR) method in soils under various temperate fruit crops along with a control (no plantation) at 0–20 and 21–40 cm soil depths. CFE methods have shown significant (p < 0.05) increase in chloroform labile C in all orchards over the control in surface soil. The interaction between the fruit crops and methods, although significant (p < 0.01), indicated that CFE-ST and SIR methods were statistically at par with each other within the same fruit crop, except peach plantation (CEF-ST significantly lower than SIR) in 0–20 cm soil depth. The coefficient of variation recorded for chloroform labile organic C estimates by CFE-ST method makes it more precise than CFE-V method, especially in 0–20 cm soil depth. The very close agreement between the methods suggests that over this narrower range (i.e., smaller geographical area) all methods are appropriate for assessing MBC. However, SIR, being most sensitive to orchard plantations and strongly correlated with various soil chemical properties, could preferably be recommended for estimation of MBC in such soils. As an alternative to CFE-V method, CFE-ST may also be used for estimation of chloroform labile organic C in these soils.     

兴安落叶松林下冻土中锰元素的分布规律研究

通过对我国典型寒温带兴安落叶松林区的原始林、间伐林、原始湿地三种生态系统冻土中锰元素含量以及影响锰元素含量因素的研究,得出以下结论:①三种生态系统冻土中锰元素含量范围为0.33-6.83gkg-1;②对冻土中锰元素含量的影响程度由大到小的因素为土壤层次、生态系统、坡向和坡位;③锰元素含量表层最高,向下含量逐渐减少;④三种生态系统锰元素含量由高到低的顺序为原始林、间伐林、原始湿地,坡中、坡下锰含量高于坡上,阴坡锰含量高于阳坡。     

采伐干扰对东北温带次生林土壤碳矿化和活性有机碳的影响

在黑龙江东部的张广才岭选择典型次生杂木林进行不同采伐处理,一个生长季后测定了土壤潜在碳矿化速率和活性有机碳含量.结果表明:在28℃条件下经过90d的培养,土壤潜在碳矿化速率和碳矿化总量在所测定的土层中(0-10 cm,10-20 cm,20-30 cm)均表现为:50%强度采伐>皆伐后农作>25%强度采伐≌对照>皆伐后造林的变化趋势,但各处理间差异不显著.土壤易氧化碳含量在3个土层50%强度采伐均显著高于对照.土壤微生物碳含量在0-10 cm和10-20 cm土层,50%强度采伐显著高于对照.在0-10 cm土层,皆伐后造林显著低于对照.水溶性有机碳含量在0-10 cm和10-20 cm土层,50%强度采伐显著高于对照,在20-30cm土层,皆伐后造林显著低于对照,这说明在东北温带次生林中,较大强度的择伐短期内可增加土壤活性有机碳含量.而皆伐后造林可导致土壤活性有机碳出现下降趋势.     

采伐对小兴安岭森林沼泽甲烷通量的影响

采伐干扰是森林湿地遭受的主要干扰类型之一。采伐引起的温度和水位条件的改变,会导致森林湿地甲烷通量发生变化。本文选择小兴安岭3种森林沼泽湿地为研究对象,利用静态暗箱-气相色谱法观测它们在择伐和皆伐干扰下甲烷通量的变化,探讨采伐对天然森林沼泽甲烷通量的影响及其影响机制。结果表明:采伐前3种森林沼泽都为大气甲烷的汇(-0.19～-1.85mgm-2d-1),择伐和皆伐都导致3个类型的森林沼泽作为大气甲烷汇的功能降低(-0.22～-1.29mgm-2d-1),或者由大气甲烷的汇转变为甲烷的源(0.50～157.37mgm-2d-1)。温度和水位的共同作用导致采伐后森林沼泽甲烷通量的变化。为减少甲烷气体的排放,在有必要对森林沼泽的树木资源进行利用时,采伐方式应该尽量避免皆伐,只能进行适当的择伐。     

N Storage and Cycling in Vegetation of a Forested Wetland: Implications for Watershed N Processing

Pools and fluxes of N in wetland vegetation and soils were compared with an adjacent upland site to assess the relative importance of wetland versus upland landscapes in watershedN-retention in the Adirondack Mountains of New York (U.S.A.).The majority of N storage occurred in forest soils and wetlandpeat deposits (96 and 99% of total N in upland forests andwetlands, respectively). Annual N-uptake (49 kg N ha^-1yr^-1) was greater for wetland vegetation than that ofupland vegetation (30 kg N ha^-1 yr^-1). In the wetlandthe supply of N from mineralization (36 kg N ha^-1yr^-1) was less than N-uptake; in contrast, upland Nmineralization (76 kg N ha^-1 yr^-1) exceeded Nvegetation uptake. Annual N-storage in peat was small due to low peat accretion rates. Wetlands acted as a sink for N andstored a disproportionally high fraction (15%) of catchment Nin relation to their relatively small surface area (～4%)within the catchment.     

干湿交替对东北温带次生林与落叶松人工林土壤有机碳矿化的影响

在中温带的黑龙江省帽儿山地区,采集次生林和落叶松人工林表层(0-10cm)土壤,进行室内有机碳矿化培养。先在不同温度(5,15,25,35℃)下干土培养3d,然后进行不同水平的增湿处理(土壤含水率为25%,50%,75%,100%)继续培养11d。结果表明:加水增湿后两林分土壤有机碳矿化速率均被激发并在短时间(1～4d)内达到最大值,不同处理次生林土壤有机碳矿化速率最大值变化范围为15.94～212.65μg CO2-C/(g.d),落叶松人工林土壤为16.75～110.85μg CO2-C/(g.d)。两林分土壤有机碳矿化速率和矿化量随处理湿度的增加而增大,但落叶松人工林100%湿度处理在培养温度超过5℃时,土壤有机碳矿化速率和矿化量却低于75%湿度处理。高温(≥25℃)和高湿(50%～100%)条件下次生林土壤有机碳矿化的激发效应明显大于落叶松人工林土壤,而且次生林土壤有机碳矿化的湿度敏感性系数(k)和温度敏感性系数(Q10)均大于落叶松人工林土壤。这表明随着温度的升高,干湿交替可导致次生林土壤较落叶松人工林土壤损失更多的碳。     

Importance of Internal Proton Production for the Proton Budget in Japanese Forested Ecosystems

Annual biogeochemical fluxes (bulk precipitation, throughfall, stem flow, soil solution and vegetation uptake) of inorganic elements were observed in eight cool temperature forested ecosystems in Hokkaido, northern Japan, in order to determine the mechanisms of acid neutralization in Japanese forest ecosystems. We compared our results with the other biogeochemical studies in Japan, north Europe and US from the literature. In many Japanese forests, the internal proton production (IPS) by base cation accumulation into the vegetation was a major proton source, rather than external acidic deposition, and the IPS also affected the base cation fluxes from the mineral. IPS in Japanese forest tended to be larger than that in north Europe and US. Our results suggested that the high acid neutralizing ability of Japanese forests could be attributed to the strong relationship between the base cation buffering of the soil and the larger contribution of IPS as a proton source. acidic deposition|biogeochemical cycling|forest ecosystem|Japan|proton budget     

东北典型黑土区表层土壤有机碳储量及适宜样本容量

为了对典型黑土区土壤碳库有更加清晰与深刻的认识,并为其他地区土壤碳储量调查研究提供参考,利用典型黑土区2003—2004年收集的209个样点的实测数据,估算黑土区表层土壤平均有机碳密度及储量,研究碳密度的影响因素,探讨碳储量估算中的适宜样本容量。结果表明:(1)典型黑土区表层土壤有机碳平均密度为(5.75±0.33)kg/m~2,有机碳储量为(523.82±30.06)Tg。(2)表层土壤有机碳密度受气候、地貌、坡度、土壤类型和土地利用类型的影响。土壤碳密度与气温呈反比,与降水量呈正比;碳密度坡脚坡中下部坡上部坡顶宽谷平地;当坡度≥3°时,碳密度随坡度增加呈减小趋势;黑土、草甸土和黑钙土的碳密度小于暗棕壤和沼泽土;林地和草地碳密度大于农地。(3)在95%的置信度下,本研究对典型黑土区土壤有机碳储量的估算误差约为5%;要使估算误差分别为1%和10%,则所需样本容量分别为5 549和56。