崇明东滩湿地土壤生物活性差异性及环境效应分析

为了解不同类型滩涂湿地土壤生物活性和生态环境效应,以及不同农业利用模式对围垦滩涂土壤肥力和生物活性的影响,在崇明东滩选取堤内为不同农业利用模式、堤外为不同类型湿地的3个实验样区.分别采取湿地土壤样品,测定土壤中微生物量、有机质含量、土壤酶活性,分析不同类型土壤的生物活性和生态环境效应.结果表明,3类堤外湿地土壤中,沙质型的芦苇湿地土壤(A区)有利于微生物的呼吸、代谢与繁殖,具有较高的有机污染物净化能力.而粘土型的芦苇,米草混合湿地土壤通过微生物呼吸作用降解有机物的能力较弱,但是具有较高的碳积能力以及氮磷等农业污染物的转化、吸收能力.堤内通过框围养鱼、水稻耕种以及果蔬种植等程序式农业利用模式,围垦滩涂土壤<巴力和生物活性可以得到逐步提高.同时在上述各农业利用阶段町分别获得经济效益,是一种值得提倡的湿地利用方式.     

土壤有机碳的影响因素研究进展

从气候、耕作方式、施肥、轮作和土地利用方式5个方面综述了有关土壤有机碳影响因素的文献,以期为土地可持续利用提供科学依据。     

崇明东滩湿地植被分布对沉积物暗碳固定的影响

研究河口湿地暗碳固定对于全面认识和科学评估河口湿地碳汇潜力具有重要科学意义。以崇明东滩作为典型研究区域,利用₁₄^C同位素标记技术并结合分子生物学研究方法,研究不同湿地植被分布对沉积物暗碳固定的影响及其关键环境控制因子。结果表明：1)崇明东滩湿地光滩、芦苇、互花米草区域沉积物的年平均暗碳固定速率分别为1.27±0.66、0.88±0.40、1.37±0.63 mmol m_-2 ^d_-1^;2)河口湿地沉积物暗碳固定具有显著的季节差异,其中夏季沉积物DCF速率显著上升,但极端高温对暗碳固定具有一定抑制作用;3)互花米草促进了沉积物中的暗碳固定,而芦苇区沉积物DCF速率则相对光滩有所降低;4)不同植被通过调节NH₄₊^、Fe₃₊^、S_2-^{以及关键功能基因}(cbbL、cbbM)丰度进而影响沉积物中的暗碳固定。研究结果为准确评估河口湿地碳汇潜力及影响机制提供理论借鉴与数据参考。     

互花米草控制技术对湿地土壤有机碳保留能力与微生物活性的影响

鉴于多种技术被用于控制崇明东滩互花米草的蔓延,为了选择更好的互花米草控制技术,首先比较不同控制技术作用下湿地土壤总有机碳(SOC)含量的差异,并对土壤中的微生物活性进行研究以分析土壤中总有机碳的输出能力,进而分析土壤总有机碳的保留能力.结果表明,经过刈割/翻耕、刈割/翻耕/水位调节、刈割/生物(芦苇)替代等控制措施后,湿地土壤中土壤总有机碳含量、可培养微生物菌落数、土壤转化酶活性和土壤呼吸强度均高于对照,而通过DGGE技术对微生物种群进行分析后发现,修复后的湿地土壤多样性显著低于对照.在几种不同的控制技术中,刈割/翻耕/水位调节模式由于增加了土壤的滞水时间,其土壤微生物活性相对较低,有机碳含量较高,表明采用该修复技术后土壤的碳代谢能力相对较弱,因此该修复技术更有利于湿地土壤有机碳的保留.相对其他控制技术而言,刈割/翻耕/水位调节模式可在控制互花米草蔓延的同时有效地保留土壤有机碳.     

果园土壤有机碳及其影响因素的研究进展

土壤有机碳库是全球碳循环的重要组成部分,其积累和分解的变化直接影响全球的碳平衡.果园是我国重要的土地利用类型之一,果园面积占我国土地总面积的1.15％.因此,研究果园土壤有机碳的固定过程,对于准确评估我国陆地生态系统的固碳潜力具有重要的科学意义.综述了果园土壤活性有机碳和稳定性有机碳及其不同组分的分离、含量和分配比例的...     

海南芒果园土壤有机碳特征及影响因素研究

【目的】分析海南芒果园土壤总有机碳和物理组分中的有机碳含量,阐明土壤有机碳特征及其影响因素,为评价海南芒果园土壤碳库提供依据。【方法】运用物理分组方法（包括大小分组、微团粒分离和密度分组）对土壤分组,然后分别测定土壤及各团聚体中的有机碳含量。【结果】海南潮沙泥土和花岗岩赤土地区芒果园土壤总有机碳含量分别在5．5-6．9和3．1-3．7g／kg;物理组分中微团聚体（53-250μm）组分和粘粒与粉粒（〈53μm）组分中有机碳含量比相应土壤总有机碳含量高,而大团聚体（〉250μm）组分中有机碳含量比相应土壤总有机碳含量低。海南芒果园土壤总有机碳和物理组分中的有机碳含量均很低,53～250μm和〈53μm物理组分中有机碳含量随着总有机碳含量的降低而显著降低。【结论】海南芒果园土壤总有机碳和物理组分中有机碳含量均很低,土壤类型对芒果园土壤总有机碳和物理组分中有机碳含量的影响程度远高于土地利用历史的影响。     

季节性淹水湿地表层土壤有机碳含量遥感预测及空间分布特征

为探讨鄱阳湖季节性淹水湿地土壤有机碳的空间分布特征及遥感方法在土壤有机碳估算中的适用性,依托江西鄱阳湖国家级自然保护区,选择蚌湖、常湖池和泗洲头湿地为研究区域,基于野外实测土壤有机碳含量数据和同期的Landsat8 OLT遥感影像,采用遥感图像处理和GIS技术提取影像中遥感特征因子,构建遥感参数与土壤有机碳的一元线性、一元曲线和多元逐步线性回归模型,通过对比分析选择最优遥感估算模型,预测鄱阳湖季节性淹水湿地表层（0~20 cm）土壤有机碳含量。结果表明,提取了影像中33个遥感特征因子,包括7个波段的反射率值（b₁~b₇）、4个植被指数（NDVI、SR、SAVI、EVI）、第一主成分特征（PCA1）、单波段纹理特征的均值（MEAN）、熵（ENT）和相关性（COR）,其中纹理特征是研究区土壤有机碳含量预测的重要遥感因子,其与土壤有机碳含量构建的多元逐步线性回归模型拟合效果最优,模型决定系数R²=0.772,平均相对误差45.53%,均方根误差2.417。遥感反演发现,研究区预测表层土壤有机碳含量主要集中在0~20 g/kg,土壤有机碳含量平均值约为10.75 g/kg。     

人类围垦活动对上海崇明东滩滩涂发育的影响

由于长江口泥沙的淤积,使上海崇明东滩成为一个不断淤涨的土地资源。近50年来,崇明岛共进行了多次大规模的围垦。此项研究以近20年来的LandsatTM和ETM遥感卫星数据为主要数据源,并结合实地景观调查,对不同时期的人类围垦面积和滩涂发育面积之间的关系进行探讨。结果显示,滩涂湿地的面积在逐年变小:从1987年的19705.09hm2锐减到2002年的4773.08hm2,减少了75.78%;并且滩涂湿地面积的年减少率为995.47hm2/a,比年围垦率的729.08hm2/a增加了36.54%。过度围垦后,滩面宽度变窄,自然植被破坏,影响自然促淤,淤涨速率明显减慢。随着滩涂围垦的加剧、未来海平面的上升和河流泥沙大量减少,将会导致潮滩植被进一步破坏。随着崇明东滩每年向外延伸,滩涂湿地也将会发生演替。因此,充分运用“3S技术”,探讨湿地发育和形成的机理,指导科学围垦和土地利用规划,是非常迫切也非常实用的方法。同时,还可以通过动态保护管理,进一步对围垦在经济、生态和环境上的得失作出正确的评价。     

秦岭南坡红桦林土壤有机碳空间分异特征及影响因素1）

以秦岭南坡红桦林为研究对象,利用标准地调查获得林分、地形、土壤和植被相关数据,分析红桦林土壤有机碳质量分数空间分异特征及其与林分因子和地形因子间的关系。结果表明：秦岭南坡红桦林土壤有机碳质量分数总体均值为（32．11±3．77）g· kg－1,变异系数为11．74％,其中原始红桦林土壤有机碳质量分数（33．11±3．23）g· kg－1,次生红桦林（31．59±3．94）g· kg－1,原始红桦林比次生红桦林高4．81％（p＜00．5）。差异分析结果表明：红桦林土壤有机碳质量分数在不同坡向和坡位未表现出显著差异。相关分析、主成分分析和逐步回归结果表明：红桦林土壤有机碳质量分数与海拔、林龄、灌木生物量和草本生物量呈显著正相关,与坡度、郁闭度和林分密度呈显著负相关,上述林分因子和地形因子转化的主成分方差累积贡献率为88．15％,其中海拔、坡度、郁闭度、灌木生物量和草本生物量是影响红桦林土壤有机碳质量分数的主要因子,并拟合出利用这5个因子估算秦岭南坡红桦林土壤有机碳质量分数的模型方程。     

崇明东滩不同演替阶段湿地土壤有机碳汇聚能力的差异性及其微生物机制

旨在阐明崇明东滩不同演替阶段湿地土壤有机碳汇聚能力的差异性及其机制,以期为优化湿地的管理与保育措施,进而保持和提升湿地的碳汇功能提供理论指导和决策依据。研究结果表明,4个不同演替阶段湿地土壤有机碳含量和微生物呼吸强度有显著差异(P<0.05),中高潮滩处的土壤有机碳汇聚能力最高,这是由于其具有较高的有机碳输入(植物枯落物)和相对较低的碳输出(土壤呼吸)。PCR-DGGE分析和系统进化树结果表明,4个不同演替阶段土壤的微生物群落结构存在差异,一些特异性优势菌的存在可能是影响土壤微生物呼吸强度,并最终影响土壤有机碳汇聚能力的重要原因。出现在高潮滩的噬纤维菌和假单胞属菌具有较高降解纤维素等有机质的能力,它们的存在可能强化了高潮滩的土壤呼吸作用,从而降低了高潮滩土壤的有机碳汇聚能力。     

干旱区绿洲农田耕作层土壤有机碳空间变异特征分析

在新疆干旱区绿洲农田区的玛纳斯县选取了180个土壤调查点,测定了耕作层（0~30 cm）有机碳含量,并运用地理信息系统技术和地统计学方法绘制了主要农田区土壤有机碳的空间分布图.结果表明,指数模型可以较好的拟合研究区耕作层土壤有机碳的空间结构,其决定系数达到了显著水平（P ＜0．05）;有机碳主要分布在研究区的西北部和中部区域,东部区域含量相对较低,主要受灌溉及土壤质地等因素的影响,粘质土壤与有机碳含量的相关性达到极显著水平（P ＜0．01）.     

崇明东滩斑背大尾莺繁殖生态分析

为了揭示斑背大尾莺(Locustella pryeri)不同地理种群间繁殖生态是否会出现分化,于2010年、2011年4—6月在崇明东滩(东经121°9’30″～121°54’00″,北纬31°27’00″～31°51’15″)对斑背大尾莺的繁殖生态进行了系统的野外观察。结果表明:崇明东滩地区斑背大尾莺的巢型有两种,即浅杯状无盖巢和椭圆状有盖巢;产卵期3～6 d;孵化期10～12 d;育雏期14 d左右。其中:巢内育雏9～10 d(平均值=(9.18±0.41)d,n=11巢);巢外育雏4～5 d(平均值=(4.75±0.45)d,n=11巢)。斑背大尾莺的孵化率为53.85%(42/78),离巢率为80.28%(57/71),卵成功率为37.18%(29/78),将其与扎龙、双台河口两地斑背大尾莺的繁殖生态进行比较,发现3者在繁殖生态方面有一定差异。     

纳帕海退化湿地土壤有机质空间变异研究

对云南省西北高原纳帕海湿地生态系统受不同强度人为活动干扰的土壤有机质空间分布状况进行研究,通过统计学特征值和土壤退化指数分析,结果表明:纳帕海湿地土壤有机质含量的水平空间分异为沼泽>沼泽化草甸>垦后湿地>草甸,变异程度为44.68%,垂直空间分异上差异显著,表层土壤有机质含量高于亚表层,变异程度沼泽化草甸63.32%,草甸54.95%,垦后湿地49.93%,土壤退化指数定量反映了不同强度人为干扰下湿地土壤有机质的退化程度,即原生沼泽随人为活动干扰强度加剧而退化程度加深.     

上海崇明岛表层土壤有机碳密度的空间分布特征及碳储量估算

土壤有机碳是地球陆地生态系统中最重要和活跃的碳库。上海崇明岛表层土壤碳密度及其碳储量的变化以其独特的地理位置在全球变化中具有特殊的作用。本研究采用上海崇明岛土壤普查数据和地统计方法,研究了崇明岛表层土壤有机碳密度的空间分布特征,及其不同土地利用方式下土壤有机碳密度状况和碳储量。结果表明,全岛大部分地区表层土壤有机碳密度在2～4kg/m2,平均2.89kg/m2,具有中等变异程度和空间相关性,变异系数和块金效应分别为0.3和0.32。农田和林地的碳密度较高,2002年崇明岛63%的土地面积为农田,其碳储量达到2571.43×106kg,占全岛表层土壤碳储量的71%,而3%为林地,其碳储量占总量的4%。不同用地类型面积的比例与其碳储量基本保持一致。从土壤类型分析,全岛土壤有机碳储量最多的是水稻土,占总储量的69.1%,其次盐土的碳储量占总量的24%。全岛总的土壤碳储量为3720.85×106 kg。因此,科学合理地利用土地,动态监测全岛表层土壤和生态系统碳循环的影响,特别是人类干扰下的土壤碳库的动态变化是建设崇明生态岛的重要内容。     

半干旱区土壤有机碳时空变异特征研究

清晰地认识区域土壤有机碳的时空变异特征,能够为土壤质量动态监测和科学利用土地资源提供重要保障。选择赤峰市敖汉旗作为研究区,在实测调查数据的基础上,对比分析了敖汉旗在1985-2014年土壤有机碳的时空变异特征。结果表明： 1985年和2014年土壤有机碳含量分别为6.91和7.49 g·kg-1,且在空间上均呈现由南向北逐渐降低的分布特征。1985年,土壤有机碳含量在研究尺度内具有较强的空间自相关性,经过30 a的变化,农、林、草3种土地有机碳含量平均分别增长5.92%、10.22%与8.47%,土壤有机碳的空间自相关距离缩短。退耕还林、还草以及沙地植被恢复后,土壤有机碳含量均有显著提升。     

晋南县域农田生态系统土壤碳氮时空变化特征

气候变化背景下,对农田土壤有机碳和氮的研究是陆地生态系统碳、氮循环的热点之一。利用第2次山西省和县级土壤普查资料,通过野外调查、采样和分析不同土壤类型,探讨1980—2010年晋南农田土壤C,N的时空变化规律。结果表明,1980,2010年土壤有机碳的平均值分别为7.13,6.62 g/kg,全氮的平均值分别为0.70,1.01 g/kg,2个时期的C/N的平均值分别为10.19和7.12。30 a间,土壤有机碳、C/N都有所下降,而全氮含量有所增加,主要由于长期耕作和秸秆焚烧造成农田生态系统土壤有机碳的大量损失,使农田成为温室气体的一个排放源。近年来,通过推广免耕、秸秆还田、合理施肥等农田管理措施,促使农田土壤有机碳提高,并将其成为温室气体的吸收汇。     

基于Landsat影像的崇明岛东滩土壤盐分遥感反演技术

目前我国土地资源面临着严重的盐碱退化问题。以上海市崇明岛东滩盐碱土为研究对象,基于野外实地调查土壤盐分数据以及Landsat遥感影像数据计算获取的各波段反射率、盐分指数（salinity index, SI)、盐分指数1（salinity index 1, SI1）、归一化差分植被指数（normalized difference vegetation index, NDVI）、冠层盐分响应指数（canopy response salinity index, CRSI）和陆地表面水分指数（land surface water index, LSWI）,采用多元样条自回归模型（multivariate adaptive regression splines, MARS）与偏最小二乘回归方法（partial least squares regression, PLSR）分别建立土壤盐分的回归模型,并对区域盐碱土的空间格局进行探究。结果表明:①滨海土壤盐分在近红外波段有明显的吸收作用,与近红外波段、短波红外波段和NDVI相关系数较高;②MARS模型较PLSR模型对于样点土壤盐分反演有更好的效果（R2分别为0.74和0.70）;③崇明东滩滨海土壤盐分在空间上具有较高的异质性,水体附近和滩涂土壤盐分较高,林地和农田土壤盐分较低。该结果为滨海地区区域尺度上的土壤盐碱化监测提供范例,为滨海土壤盐渍化的治理及岛屿的生态建设提供参考依据。