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。     

甘南尕海不同湿地类型土壤物理特性及其水源涵养功能

通过对甘南尕海4种湿地类型的土壤物理性状和水源涵养功能的研究,结果表明:不同类型湿地的土壤颗粒组成、土壤容重和土壤孔隙度差异明显,且均随土壤深度的增加呈现波动性变化。土壤平均粗砂粒含量为草本泥炭地(63.00%)>永久性沼泽湿地(46.47%)>高山湿地(37.60%);细砂粒为高山湿地(62.40%)>永久性沼泽湿地(53.53%)>草本泥炭地(37.00%)。永久性沼泽湿地(0.49g/cm3),高山湿地(0.90g/cm3)和亚高山草甸(1.29g/cm3)平均土壤容重约是草本泥炭地(0.22g/cm3)的2,4,6倍。土壤总孔隙为草本泥炭地>永久性沼泽湿地>高山湿地>亚高山草甸,土壤非毛管孔隙度为草本泥炭地>亚高山草甸>高山湿地>永久性沼泽湿地。土壤平均最大蓄水量为草本泥炭地(13 143.94t/hm2)>永久性沼泽湿地(11 640.19t/hm2)>高山湿地(9060.79t/hm2)>亚高山草甸(7 391.80t/hm2),非毛管蓄水量为草本泥炭地(937.67t/hm2)>亚高山草甸(598.50t/hm2)>高山湿地(594.67t/hm2)>永久性沼泽湿地(325.13t/hm2)。土壤排水能力的平均值为亚高山草甸(51.49mm)>永久性沼泽湿地(49.66mm)>高山湿地(43.42mm)>草本泥炭地(22.45mm)。在甘南尕海,草本泥炭地的水源涵养功能最好,而亚高山草甸排水功能最好。     

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。     

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"。     

若尔盖高原湿地3种生境地下芽库特征及其差异

[目的]掌握植物地下芽库多样性及形成的环境机制,为保护和恢复生物多样性提供理论依据.[方法]以若尔盖高原湿地的沼泽、沼泽化草甸和草甸3种生境为对象,运用单因素方差分析、相关性分析以及通径分析等对试验数据进行处理.[结果]①芽库密度表现为沼泽＞沼泽化草甸＞草甸,生境间差异显著.沼泽以水平生长的根茎顶芽为主,沼泽化草甸和草...     

阿什河源头不同类型红松人工林枯落物与其土壤水文特性

采用实地调查与室内试验分析的方法,研究了松花江干流南岸支流阿什河源头4种类型红松人工林的枯落物及其土壤水文特性。结果表明:4种类型红松人工林枯落物总储量从大到小顺序为红松纯林(12.57t/hm~2)、水曲柳—红松林(9.96t/hm~2)、黄檗—红松林(8.27t/hm~2)和胡桃楸—红松林(6.35t/hm~2)。4种类型红松人工林枯落物最大持水率为391.87%~573.93%,降雨有效拦蓄率为262.71%~409.61%,大小排序均为胡桃楸—红松林、黄檗—红松林、水曲柳—红松林和红松纯林。各类型红松人工林枯落物持水量及持水率随浸水时间呈对数形式增长,吸水速率随浸水时间呈幂指数关系下降。在0—30cm土层,土壤平均容重以胡桃楸—红松林(0.99g/cm~3)最小,红松纯林(1.04g/cm~3)最大,土壤总孔隙度均值以胡桃楸—红松林(58.77%)最大,红松纯林(56.22%)最小;土壤非毛管孔隙度均值范围为2.96%~5.85%,从大到小依次为胡桃楸—红松林、水曲柳—红松林、红松纯林和黄檗—红松林;土壤最大持水量和有效持水量的均值以胡桃楸—红松林最大,分别为587.67,58.47t/hm~2;土壤初渗速率、稳渗速率和渗透系数的均值也以胡桃楸—红松林最大,分别为3.64,2.78,1.10mm/min。综合4种类型红松人工林枯落物层和土壤层的水文特性,林分保水蓄水能力以胡桃楸—红松林最强,红松纯林最弱。研究结果可为研究地区的水土保育提供论据。     

阿什河源头不同类型红松人工林枯落物及其土壤水文特性

采用实地调查与室内试验分析的方法,研究了松花江干流南岸支流阿什河源头4种类型红松人工林的枯落物及其土壤水文特性。结果表明:4种类型红松人工林枯落物总储量从大到小顺序为红松纯林(12.57t/hm~2)、水曲柳—红松林(9.96t/hm~2)、黄檗—红松林(8.27t/hm~2)和胡桃楸—红松林(6.35t/hm~2)。4种类型红松人工林枯落物最大持水率为391.87%~573.93%,降雨有效拦蓄率为262.71%~409.61%,大小排序均为胡桃楸—红松林、黄檗—红松林、水曲柳—红松林和红松纯林。各类型红松人工林枯落物持水量及持水率随浸水时间呈对数形式增长,吸水速率随浸水时间呈幂指数关系下降。在0—30cm土层,土壤平均容重以胡桃楸—红松林(0.99g/cm~3)最小,红松纯林(1.04g/cm~3)最大,土壤总孔隙度均值以胡桃楸—红松林(58.77%)最大,红松纯林(56.22%)最小;土壤非毛管孔隙度均值范围为2.96%~5.85%,从大到小依次为胡桃楸—红松林、水曲柳—红松林、红松纯林和黄檗—红松林;土壤最大持水量和有效持水量的均值以胡桃楸—红松林最大,分别为587.67,58.47t/hm~2;土壤初渗速率、稳渗速率和渗透系数的均值也以胡桃楸—红松林最大,分别为3.64,2.78,1.10mm/min。综合4种类型红松人工林枯落物层和土壤层的水文特性,林分保水蓄水能力以胡桃楸—红松林最强,红松纯林最弱。研究结果可为研究地区的水土保育提供论据。     

辽河源典型森林类型的土壤水文效应

[目的]研究辽河源地区典型森林类型林下土壤的水文效应,为辽河源森林生态系统健康的监测和评价提供理论佐证。[方法]选取典型森林类型,采用不同入渗模型拟合各森林类型土壤的入渗过程。[结果](1)土壤容重变化范围为1.21~1.56g/cm3,油松中龄林最大,山杨成熟林最小;土壤总孔隙度变化范围为41.26%~54.38%,山杨成熟林最大,油松中龄林最小;(2)山杨成熟林土壤蓄水能力最强,为1 087.56t/hm2;油松中龄林土壤蓄水能力最小,为825.17t/hm2;(3)山杨成熟林稳渗速率最大,为1.33mm/min;(4)霍顿(Horton)入渗模型和菲利普(Philip)入渗模型能较好地反映各森林群落土壤入渗过程,但通用幂函数模型拟合结果较差。[结论]不同森林类型土壤均表现出随着土层深度的增加容重逐渐增加的现象,阔叶林林下土壤蓄水能力要强于针叶林,通过比较认为可以利用霍顿(Horton)模型作为研究该区森林土壤水文功能的重要手段。     

洞庭湖湿地植被系统的碳贮量及其分配

利用生物量调查和实验数据.对洞庭湖湿地植被生态系统的碳密度、碳贮量及其分配进行研究.结果表明:乔木层植被碳密度为15.607～40.501 t/hm~2,草本层植被为5.906～21.632 t/hm~2.水生植物植被1.460～3.492 t/hm~2,平均14.954 t/hm~2比温带地区湿地植物碳密度高;未受干扰草甸土壤碳密度为260.510 t/hm~2,每年收获产品草甸是185.492 t/hm~2,林地234.513 t/hm~2,水生植物土壤为206.882 t/hm~2,低于全国湿地土壤平均值.碳贮量分配中.植被层、凋落物层和土壤层的碳贮量分别占各植被类型系统碳的总贮量的0.47%～14.69%,0.29%～1.10%和84.54%～99.53%.每年收获部分产品的草甸土壤碳密度只有未受人为干扰草甸的71.2%,原生草本植物草地改造成林地后,6年的时间,土壤的碳密度减少了10%.因此,控制人为干扰,防止湿地破碎化、保护好湿地、保证湿地的固碳潜力,是湿地管理中应该优先考虑的问题.     

高原湿地纳帕海4种湿地利用类型土壤养分和微生物特征研究

采用实地调查与In-situ取样技术及室内实验分析,对滇西北高原湿地纳帕海现存4种湿地利用类型土壤养分和微生物数量特征进行研究。结果表明:(1)在人为活动干扰下,湿地类型从原生沼泽向沼泽草甸、草甸和垦后湿地演替,土壤有机质和全氮含量呈现明显的衰减下降,其中有机质下降54.06g/kg,全氮下降1.96g/kg。(2)经F检验结果表明:4种湿地利用类型中土壤微生物总数存在显著差异,表现为沼泽草甸>草甸>垦后湿地>原生沼泽;土壤真菌和放线菌呈相同的变化趋势,为沼泽草甸>垦后湿地>草甸>原生沼泽;土壤养分和微生物数量变化均具有明显的空间层次现象,即随土层加深而降低,表聚性明显。(3)除原生沼泽之外的3种湿地利用类型中土壤微生物数量与有机质和全氮含量呈极显著正相关。(4)人为干扰加速纳帕海湿地的逆向演替进程,土壤养分与微生物特征的变化是对人为不同干扰类型与强度的响应。     

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。     

土地利用方式对高寒草甸生态系统土壤无机碳的影响

[目的]探明土地利用方式对高寒草甸生态系统土壤无机碳含量及储量的影响,为青藏高原区域碳增汇原理及草地管理实践提供科学支撑。[方法]选取围栏封育地、自由放牧地、多年生人工草地、补播地及黑土滩型退化草地5类不同土地利用类型,对无机碳的含量和储量、土壤主要理化性质的变化及其相关性进行比较分析。[结果]在高寒草甸生态系统中,无机碳含量较低且不同土地利用下土壤无机碳的储量(以C含量表示)有显著差异,表现为多年生人工草地(3 381.28kg/hm2)围栏封育地(739.27kg/hm2)自由放牧地(712.12kg/hm2)补播地(647.64kg/hm2)黑土滩型退化草地(361.26kg/hm2)。不同土地利用类型草地的土壤pH值、容重和含水量差异显著。土壤无机碳与土壤容重和含水量分别为线性正相关和负相关关系,与pH值为正相关关系,当pH值7时,无机碳含量很低,基本保持不变;当pH值7时,表现为指数函数关系。[结论]在高寒退化草地改良重建的技术与综合治理模式中,黑土滩型退化草地上建植多年生人工草地的管理策略在无机碳固定方面较其他措施更加有效,是维持草地碳汇功能的有效措施。     

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。     

赣南地区稀土矿采矿迹地枯落物层和土壤层贮水功能研究

为探究赣南废弃稀土矿区土壤水源涵养功能,对其采矿迹地枯落物层和土壤层贮水功能采用环刀法进行研究。结果表明,不同采矿迹地0—30cm土层土壤含水量平均值表现为天然林地(180.37g/kg)>堆积地(170.67g/kg)>挖矿地(86.36g/kg);土壤容重平均值表现为堆积地(1.54g/cm^3)>挖矿地(1.31g/cm^3)>天然林地(1.20g/cm^3);土壤毛管孔隙度平均值表现为天然林地(44.08%)>堆积地(37.89%)>挖矿地(35.82%);土壤毛管蓄水量平均值表现为天然林地(440.77t/hm^2)>堆积地(378.94t/hm^2)>挖矿地(358.20t/hm^2)。土壤最大蓄水量的表现与土壤毛管蓄水量相似。不同采矿迹地涵养水源能力天然林地最强,其单位面积蓄水量为(561.34±44.32)t/hm^2,挖矿地最差,其值为(431.65±53.66)t/hm^2。由此可见,天然林地土壤水源涵养功能强于各采矿迹地,稀土矿区采矿作业对枯落物层和土壤层贮水功能影响较大。     

冀北山地蒙古栎天然林土壤物理性质及水源涵养功能研究

对冀北山地不同坡位的蒙古栎天然林土壤水分物理性质及水源涵养能力进行了初步研究.结果表明,0-40 cm土层土壤容重、非毛管孔隙度、有效持水量均表现为:坡中＞坡下＞坡上,土壤容重在1.0～1.1 g/cm3之间;土壤非毛管孔隙度和有效持水量均值为8.9％和347.6 t/hm2.土壤毛管孔隙度、总孔隙度、毛管持水量和最大持水量均表现为:坡下＞坡中＞坡上,其均值分别是38.5％,47.5％,1 521.50t/hm2和l 869.1 t/hm2.枯落物厚度、蓄积量和最大持水量表现为:坡下＞坡上＞坡中,其均值分别是48.7 cm,23.5 t/hm2和49.3 t/hm2,最大持水率表现为:坡上＞坡中＞坡下,变化范围为219.3％～231.8％.蒙古栎天然林林地蓄水能力表现为:坡下(1 996.0 t/hm2)＞坡中(1 930.0 t/hm2)＞坡上(1 829.3 t/hm2),平均蓄水量为1 918.4 t/hm2.由此可知,蒙古栎天然林蓄水能力受坡位影响较大.     

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。     

若尔盖湿地土壤酶活性和理化性质与微生物关系的研究

本文旨在研究若尔盖湿地土壤退化过程中四种典型土壤(泥炭土、沼泽土、草甸土、风沙土)中脲酶、过氧化氢酶、转化酶、多酚氧化酶活性及其与理化性质、微生物数量的相关性分析。结果表明:随着土壤深度增加,脲酶、转化酶活性逐渐降低,过氧化氢酶、多酚氧化酶活性逐渐升高;随着土壤退化程度的加剧,脲酶和转化酶活性总体呈下降趋势;泥炭土、沼泽土、草甸土中过氧化氢酶活性显著高于风沙土;多酚氧化酶活性随退化程度加剧呈上升趋势,但在沼泽土中活性最低。泥炭土、沼泽土、草甸土中转化酶及风沙土中过氧化氢酶与土壤理化性质、微生物数量的相关性较显著。因此土壤酶活性(脲酶、转化酶)、理化性质(含水量、有机质、全氮、全磷、全钾)、微生物数量能较好地指示当地土壤退化状况。     

Recent history of sediment deposition in marl- and sand-based marshes of Belize, Central America

There are two contrasting types of wetlands in Belize: marl- and sand-based marshes. We measured accumulation rates of sediment in six cores from marl- and sand-based marshes of northern Belize and compared biogeochemical characteristics to assess recent wetland history (1850 to present). Sediment depth increments were analysed for bulk density, LOI, nutrients (C, N, P, S, Ca, Mg, K and Na) and snail shell density and species diversity. Cores were dated using ²¹⁰Pb and a constant rate of supply model. Unsupported ²¹⁰Pb inventories of the cores ranged from 6.16 to 8.92 pCi cm⁻². Marl-based marshes showed the maximum peak of ²¹⁰Pb activity from 4 to 10 cm below the sediment surface. ²¹⁰Pb peaks corresponded with the bottom of a marl layer containing chlorophyll a and we suggest that this relationship reflects the high growth and decomposition rates of cyanobacterial mat. Inorganic carbon, Ca, Mg, K, Na, S and Pb contents and accumulation rates were much greater in the marl-based marshes than in the sand-based marshes. Average dry mass accumulation rates in the six marshes ranged from 113 to 572 g m⁻² year⁻¹ over the past 100 years. Average linear sedimentation rates during the last 100 years in the two types were not significantly different (0.93 and 1.08 mm year⁻¹, respectively). Increased sediment accumulation by human activities such as soil washout from adjacent roads was recorded in a sand-based marsh near roads. Sediment cores in the marl-based marshes display changes of marsh vegetation, apparently caused by water level changes. The vegetation change occurred at the end of the 1800s and the beginning of 1900s and is represented by a band of dark peat in otherwise marl-dominated sediments. Overall, the sediment cores show that conditions were relatively undisturbed by human activities in the recent past.     

Nitrogen Mineralization in Mississippi River Deltaic Plain Freshwater Floating Marshes

ABSTRACT

The mineralization of soil organic nitrogen in two floating marshes types in Louisiana, USA with different vegetation and mat thickness (and biomass) was measured by incubating peat soil in situ in polyethylene bottles at depths of 10 and 25 cm. The size of the extractable inorganic N (NH₄⁺ – N) pool was related to mat thickness and soil bulk density. The N mineralization rates were twice as great at the thick mat site (1.5 mg N/kg soil/day) compared to the thin mat floating marsh (0.71 mg N/kg soil/day). The amount mineralized on a volume basis to 30 cm depth were 22 mg N/m²/day for the thick mat marsh and 6 mg N/m²/day for the thin mat marsh. The nitrogen mineralization rates observed in this study reflect plant biomass differences between the thick mat and thin mat marshes, with the former exhibiting approximately 7-fold greater biomass. These low overall mineralization rates suggest that nitrogen entering these freshwater floating marshes from Mississippi River water percolating through the root zone, would result in increased plant productivity-increasing marsh stability and also providing a natural mechanism contributing to the processing and removal of dissolved inorganic nitrogen in river water entering these wetlands.