水分对大兴安岭不连续多年冻土区湿地泥炭分解排放二氧化碳的影响

水分是影响土壤分解的重要环境因子之一。采用室内培养实验分析水分对大兴安岭不连续多年冻土区湿地泥炭分解排放CO2的影响。培养实验分为4个水分梯度(0%、30%、60%和100%最大持水量),泥炭分解排放的CO2采用碱液吸收法测量。结果表明:水分对冻土湿地泥炭有机碳分解具有先促进后抑制的影响趋势,在60%最大持水量条件下,泥炭分解CO2的排放率和排放量最大;而在同一个水分梯度下,40d的培养期内,泥炭分解CO2的排放率具有先降低后稳定的变化趋势。并且水分含量对冻土湿地两层泥炭(10~20cm和20~30cm)分解的影响趋势基本一致。二次方程很好地反映了土壤水分对泥炭分解的影响,方程预测大兴安岭不连续多年冻土区泥炭分解的最优含水量约为65%(10~20cm层)和59%(20~30cm层)最大持水量。而一元动力学方程很好地反映了不同水分含量下冻土湿地泥炭有机碳分解排放CO2随时间的动态变化。     

双碳目标背景下湖泊湿地的生态修复技术

湖泊湿地是我国湿地的重要组成部分,对于实现碳减排和缓解全球气候变暖具有重要作用,当前全球气候变化和人类活动干扰导致的湖泊湿地退化等限制了其碳汇功能的发挥。笔者梳理了我国湖泊湿地的退化现状与成因,分析了土地利用方式改变、生物多样性降低和环境污染对湖泊湿地碳汇功能的影响,总结了湖泊湿地的生态修复技术及增汇途径:①通过水环境修复技术去除内源和外源污染物、提升湖泊湿地水质、减缓温室气体排放等途径提高湿地植物和土壤碳储量;②生物修复可直接提高植物碳储量,进而通过植源碳的输入和微生物作用等过程提高土壤/沉积物碳储量。水文修复和生境修复技术可为生物修复营造有利的水位和生境条件。未来应强化湖泊湿地生物多样性与其碳库的协同关系及机理、水质特征对湖泊湿地碳演化规律的影响、湖泊湿地生态系统的碳汇饱和度和碳汇计量核准系统的研究等,为实现我国“双碳”目标提供科学依据。     

鄱阳湖湿地洲滩前缘浅层土壤碳-氮-磷的时空特征

湿地洲滩土壤碳、氮、磷是重要的营养元素,其分布特征直接影响湿地生态系统的生产力和生态系统服务功能.通过2014-2017年对鄱阳湖湿地洲滩前缘浅层土壤(0～20 cm)有机碳、全氮、全磷观察实验分析,结果表明:鄱阳湖湿地洲滩前缘浅层土壤有机碳、全氮、全磷的年际变化特征不同,有机碳变化不显著,全氮、全磷变化显著; 浅层土壤有机碳、全磷、全氮的高程梯度变化极显著; 浅层土壤碳氮比、碳磷比年际变化极显著,氮磷比不显著; 浅层土壤碳氮比高程梯度变化不显著,碳磷比、氮磷比的高程梯度变化极显著.浅层土壤氮磷含量较其他     

禁牧放牧下温湿度对西藏那曲地区高寒草甸土壤碳矿化的影响

土壤碳矿化速率具有很多的影响因素,为检测不同温度和湿度梯度对土壤碳矿化的效应,本实验以西藏那曲地区高寒草甸禁牧和放牧2种管理方式的土样为研究对象,开展室内非原状土培养实验,分别设置了5个温度梯度(5、10、15、20、25℃)和2个湿度梯度(40%和60%土壤持水力),探讨了温度和湿度对土壤碳矿化速率的影响,并结合土壤相关指标的测定,探索土壤碳矿化速率在不同水平温度和湿度下的响应机制.结果表明土壤碳矿化速率主要受温湿度的影响.放牧类型60%土壤持水力的土壤碳矿化速率在温度较低时与禁牧类型没有明显差异,随着温度的增加土壤碳矿化速率显著增加(P<0.05);同一温度下,放牧类型40%土壤持水力的土壤碳矿化速率显著高于禁牧类型(P<0.05).放牧类型40%土壤持水力的土壤碳矿化速率平均值为(0.66±0.03)μmol·g-1·s-1,比60%土壤持水力的高73.7%;禁牧类型60%土壤持水力的平均值为(0.27±0.01)μmol·g-1·s-1,比40%土壤持水力的高3.8%.除了温湿度的直接影响外,改变土壤微生物群落的数量和活性以及土壤的理化指标,也会影响土壤碳矿化速率.随着温度的增加,培养前期及培养后期微生物量碳的变化较小,而培养中期微生物量碳显著增加(P<0.05).不同管理方式下土壤可溶性有机碳的变化也不一致      

水盐变化对滨海湿地土壤有机碳累积与碳排放的影响综述

滨海湿地作为海岸带蓝碳生态系统的重要组分,具有巨大的碳捕获和碳封存潜力,在减缓气候变暖方面具有重要意义．水盐变化通过影响滨海湿地土壤有机碳的累积和排放过程实现对滨海湿地生态系统碳收支的调控．本文综述了水盐变化对滨海湿地土壤有机碳累积和碳排放过程的影响,以及滨海湿地土壤碳排放研究方法等方面的研究进展,分析了水盐驱动下滨海湿地土壤有机碳分解的微生物作用机制．针对当前研究存在的不足,提出今后应重点关注滨海湿地土壤有机碳分解的温度、湿度和盐度敏感性及其水盐-温度的协同作用机制,氮磷输入和多重污染胁迫对滨海湿地土壤有机碳排放的作用机制,以及滨海湿地土壤微生物碳代谢过程与氮磷硫代谢过程的耦合作用及其水盐驱动机制等方面的研究,以期揭示水盐变化对滨海湿地土壤碳循环的作用机制,为气候变化背景下滨海湿地的碳汇功能提升与管理提供科学依据．      

黄河三角洲湿地植物根区优先流区和基质流区土壤特性分布差异

以黄河三角洲国家级自然保护区典型湿地植物盐地碱蓬根区土壤为研究对象,结合野外染色示踪实验和室内土壤性质测量实验,分析优先流区和基质流区土壤特性的分布差异,加深对湿地生态系统优先流对土壤影响的理解,对恢复湿地植被具有指导意义．结果表明:1）土壤有机碳、有机质、全氮和有效磷质量分数随着土壤深度的增加逐渐减小,土壤水质量分数随着土壤深度的增加先减小后增加,土壤全磷质量分数随土壤深度变化幅度较小．2）优先流区土壤有机碳、有机质、全氮和有效磷质量分数显著高于基质流区,两区土壤全磷质量分数不存在显著性差异．土壤深度为0~20 cm,优先流区土壤水质量分数高于基质流区;土壤深度>20~60 cm,基质流区土壤水质量分数高于优先流区,但差异均不显著．3）优先流区土壤有机碳、有机质、全氮和有效磷呈显著正相关,基质流区土壤有机碳、有机质和有效磷呈显著正相关．      

桂林丫吉村岩溶试验场岩溶土壤碳转移与水排碳作用

对桂林丫吉村岩溶试验场1号洼地出口泉进行了岩溶水HCO-3输出碳的年内变化监测和模拟灰岩土壤系统水排碳作用的实验分析,野外土壤剖面中CO2浓度和排放强度变化的观测,土壤碳和岩溶水无机碳的δ13C测定,提出土壤碳转移是岩溶水排碳作用的物理基础,因而其所表现的对大气CO2汇效应实际上是生物作用下土壤有机碳分解释放向系统外的排出.供试系统的汇效应达到21～26tC/(km2.a),系统在春、夏、秋和冬季的汇、源效应的强度比分别为0.077,0.099,0.002,0.004.     

岷江冷杉原始林土壤物理性质的海拔梯度变化

为探明岷江冷杉原始林土壤物理性质与海拔梯度的关系,以卧龙邓生阴坡岷江冷杉原始林沿海拔梯度2 700~3 600m内设置的样地调查数据为基础,分析土壤密度、土壤孔隙度、土壤持水性能和土壤石砾含量随海拔梯度的变化.结果表明,相同海拔下土壤密度随土层深度增加明显增大,各土层土壤密度随海拔升高出现先升高后降低的变化趋势,但差异不显著;土壤总孔隙度和毛管孔隙度随着土层深度的增加有所减小,但减小不明显.相同海拔下土壤含水量、毛管持水量、最小持水量、最大持水量等随土层深度增加呈现显著性减小;不同海拔梯度岷江冷杉原始林下土壤总孔隙度和毛管孔隙度的差异不显著,导致土壤含水量、毛管持水量、最小持水量、最大持水量等也呈现出不显著的变化趋势,土壤石砾含量与土层深度和海拔高度的关系也不显著.     

水氮耦合对分蘖期无芒雀麦地上生物量的影响

在盆栽控制条件下,设土壤田间持水量的40%、60%、80%3个水分梯度,0,0.564,1.128,1.692和2.257g/盆（纯氮量）5个氮肥梯度,对一年龄分蘖期无芒雀麦进行水分和氮肥组合处理,研究水氮耦合对无芒雀麦形态特征的影响.试验结果表明,无芒雀麦的地上生物量形成存在水氮的耦合效应,低氮和低水制约了无芒雀麦的生长,高水高氮也不利于无芒雀麦形成新枝条和增加生物量.     

津冀3个盐渍化沼泽湿地土壤团聚体有机碳的分布特征

为了研究盐渍化沼泽土壤团聚体中有机碳的区域分布特征对湿地土壤碳循环的影响,选取津冀地区3个咸化沼泽湿地(北大港、七里海和白洋淀)为研究对象,分别采集表层(0～15 cm)和亚表层(15～30 cm)土壤样品,基于湿筛法得到4个不同粒级的土壤团聚体,通过酸化法去除无机碳后,对其有机碳(soil organic carbon,SOC)含量进行测定与分析.结果表明:①北大港湿地土壤表层总SOC含量显著高于七里海和白洋淀,七里海湿地亚表层总SOC含量显著高于白洋淀,但与北大港湿地无显著差异;②北大港、七里海和白洋淀湿地表层均以粒径 0.250 mm的大团聚体为主;七里海湿地亚表层以粒径 0.250 mm的大团聚体为主,而北大港湿地和白洋淀湿地亚表层则以粒径为0.250～2.000 mm的中间团聚体、粒径为0.053～0.250 mm的微团聚体和矿质颗粒组分为主;③北大港湿地表层土壤各粒级团聚体和矿质颗粒SOC含量显著高于七里海和白洋淀;在亚表层土壤中,北大港湿地大团聚体( 0.250 mm)的SOC含量显著高于七里海和白洋淀大团聚体SOC的含量,而七里海微团聚体(0.053～0.250 mm)和矿质颗粒组分的SOC含量显著高于北大港和白洋淀湿地的.④土壤总有机碳和各粒级团聚体的有机碳含量与湿地植物生物量(地上、根)呈负相关关系,但与土壤盐度呈正相关关系,表明该区盐渍化梯度尽管抑制了植物生长,但增加了有机碳含量,这可能是因为该盐度梯度抑制了微生物对有机质的矿化分解,从而有利于湿地土壤有机碳的累积,说明盐渍化影响津冀地区咸化湿地土壤有机碳库分异的过程机理亟需进一步深入研究.     

全球气候变化中的滩涂湿地土壤有机碳研究

湿地生态系统的碳循环正在成为全球变化与陆地生态系统碳循环研究中的一大热点。湿地在稳定全球气候变化中占有重要地位,其重要性主要表现在湿地土壤是陆地上重要的有机碳库;土壤碳密度高;能够相对长期地储存碳,湿地是多种温室气体的源和汇。全球沿海湿地的分布面积大约为20．3万km^2,碳的积累速度为C（210±20）g／m^2·年,要远远高于泥炭湿地;并且沿海湿地大量存在的SO。。离子阻碍了甲烷的产生量,从而降低了甲烷的排放量。高的碳积累速率和低的甲烷排放量使沿海湿地对大气温室效应的抑制作用更加明显。盐城沿海滩涂芦苇沼泽地虽已列入世界重点湿地名录,但其有机碳循环及其分布特点尚未有资料报道。通过研究沿海滩涂湿地土壤有机碳储存变化及其空间分布规律,从微团聚体水平的有机碳转化与结合机制上研究土壤对有机碳的固定机制,对于了解湿地土壤有机碳的储存特点及其与陆地生态系统碳循环的关系,为评价和保护湿地生态系统提供依据具有重要的科学意义。     

垦殖对伊犁河谷湿地土壤可溶性有机氮含量的影响

【目的】研究垦殖对伊犁河谷湿地土壤可溶性有机氮(SON)的影响,为该区湿地的开发保护和氮素调控提供科学依据。【方法】以伊犁河谷的芦苇湿地及其垦殖而成的稻田为研究对象,分层采集0～100 cm的土壤样品,分析垦殖对垂直方向上土壤SON含量的影响,并探求SON与土壤理化性质和其他氮组分之间的关系。【结果】在0～100 cm土壤深度内,芦苇湿地和稻田土壤的SON含量占土壤可溶性总氮(TSN)含量的58.9%～74.1%,表明SON是该区域土壤可溶性氮素的主要组成部分; 土壤SON含量在垦殖后降低了16.7%～40.5%,在≥20～60 cm土层表现为显著降低,表明垦殖对土壤可溶性有机氮的影响不仅限于表层土壤,这缘于湿地和稻田土壤的高含水率使得土壤SON在垂直方向上的移动性较强; 湿地土壤的有机碳和全氮在垦殖后大幅减少,其中垦殖前的含量分别是垦殖后的2.9～5.9倍和2.0～6.0倍。总体上讲,土壤碳氮比、微生物量氮、铵态氮和硝态氮在开垦前后的变化不大,只有0～20 cm土层的微生物量氮和硝态氮在垦殖后显著降低(P < 0.05); 土壤SON与土壤有机碳和全氮表现出显著的相关性,说明垦殖后土壤有机质水平的降低是SON含量下降的主要原因。【结论】土壤SON是伊犁河谷湿地土壤可溶性氮素的主要形态,但其含量在湿地垦殖为稻田后表现出减少的趋势。     

水力侵蚀过程中土壤有机碳循环研究进展

水力侵蚀(水蚀)是土壤侵蚀研究的焦点和热点领域,研究水蚀作用下侵蚀与沉积过程中土壤有机碳的动态变化对于评估土壤碳的“源/汇”效应具有重要意义。笔者总结了水蚀过程中土壤碳循环的研究现状,从侵蚀过程中土壤有机碳流失的定量研究、有机碳迁移与再分配以及有机碳矿化的影响等3个方面明确了土壤水蚀过程中土壤有机碳动态,并对国内外土壤水蚀过程中的有机碳主要研究成果进行了对比分析。建议未来研究中先对水蚀过程中有机碳的破坏、搬运和沉积等全过程进行精准解析和量化,在此基础上揭示其物理、化学及生物等共同作用下碳矿化特征的响应机制,全面探究水蚀过程中土壤碳收支的动态,量化土壤侵蚀对全球土壤碳循环的贡献率。     

黑龙江省三江平原湿地土壤碳储量变化

为湿地保护和减缓全球气候变化政策的制定提供科学依据,根据对黑龙江省三江平原不同类型和不同开垦年限的湿地土壤有机碳含量、土壤视密度、土层厚度和面积的测量结果,估算土壤碳储量及农业开发50a以来的碳储量变化。对不同土壤类型碳密度随时间的变化,用回归分析的方法,建立土壤碳密度变化模型。结果显示,湿地开发初期20a碳密度降低很快,之后逐渐趋于平稳。三江平原的湿地土壤是一个重要的有机碳库,其有机碳储量为621Mt,该区湿地土壤碳储量随耕地面积的增加而减少。人类活动导致的湿地丧失和退化、水土流失和不合理的耕作措施等是土壤碳储量减少的主要原因。     

Preliminary estimation of the organic carbon pool in China’s wetlands

Accurate estimation of wetland carbon pools is a prerequisite for wetland resource conservation and implementation of carbon sink enhancement plans.The inventory approach is a realistic method for estimating the organic carbon pool in China’s wetlands at the national scale.An updated data and inventory approach were used to estimate the amount of organic carbon stored in China’s wetlands.Primary results are as follows:(1) the organic carbon pool of China’s wetlands is between 5.39 and 7.25 Pg,accounting for 1.3%-3.5% of the global level;(2) the estimated values and percentages of the organic carbon contained in the soil,water and vegetation pools in China’s wetlands are 5.04-6.19 Pg and 85.4%-93.5%,0.22-0.56 Pg and 4.1%-7.7%,0.13-0.50 Pg and 2.4%-6.9%,respectively.The soil organic carbon pool of China’s wetlands is greater than our previous estimate of 3.67 Pg,but is lower than other previous estimates of 12.20 and 8-10 Pg.Based on the discussion and uncertainty analysis,some research areas worthy of future attention are presented.     

秸秆对茶园土壤有机碳稳定性影响的研究进展

我国茶园普遍存在土壤有机碳含量低等问题,这对茶叶产量品质造成极大影响.施加秸秆可提高茶园土壤有机碳含量.土壤有机碳稳定性机制包括有机碳内在难降解性、黏土矿物的化学保护和土壤团聚体的物理保护作用以及生物作用等.土壤有机碳稳定性的影响因素主要有有机碳自身的分子结构性质、土壤生物环境和非生物环境等.施加秸秆提高茶园土壤有机碳主要途径有秸秆自身作为碳源、促进茶树生长、增加土壤微生物生物量以及改良土壤结构和改善土壤化学性质等.最后展望了未来研究所面临的任务.     

有机物添加对山西太岳山油松林土壤呼吸及碳组分的影响

【目的】 探讨添加不同类型有机物对油松林土壤有机碳组分及土壤呼吸的影响,为预测山西太岳山油松林生态系统中土壤的碳收支平衡提供参考。【方法】 采用随机区组设计,以山西太岳山油松林地表的平均自然凋落物量为标准,向油松林地0~20 cm土壤中分别添加生物炭(BC)、玉米秸秆(JG)、辽东栎叶(LD)和油松叶(YS)等4种类型有机物,使用LI-8100 CO₂通量全自动测量系统对有机物添加条件下的土壤呼吸速率进行连续测定,并对各处理的土壤有机碳(SOC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化碳(ROC)、可溶性有机碳(DOC)含量进行监测,结合土壤呼吸与土壤有机碳及其组分之间的关系,探讨添加有机物对山西太岳山油松林土壤呼吸及碳组分的影响。【结果】 ①向土壤中添加BC显著降低了土壤呼吸速率,添加JG后土壤呼吸速率较CK显著提高了11.67%。,其余处理与CK差异不显著。在2014年7—11月和2015年5—10月,不同添加物处理间土壤呼吸速率从大至小表现为JG>LD >YS>CK。②有机物添加下土壤SOC含量随时间的增加有上升的趋势,在2014年8月,添加JG后显著提高了土壤SOC、MBC、ROC、DOC含量,添加BC显著提高了土壤MBC含量,添加LD和YS显著提高了土壤SOC和MBC含量。在2014年10月,添加JG显著提高了土壤SOC、MBC、ROC、DOC含量,添加LD显著提高了土壤MBC和ROC含量,添加YS显著提高了土壤SOC、MBC含量。在2015年3月,添加JG显著提高了土壤SOC、MBC和ROC含量,添加LD显著提高了土壤ROC含量。2015年5月,添加JG显著增加了土壤MBC含量。③与对照相比,添加BC后土温10 ℃时的土壤呼吸速率(R₁₀)显著降低了18.01%,添加YS后R₁₀显著增加了30.88%,添加其他有机物对温度敏感性系数(Q₁₀)和R₁₀没有显著影响。④土壤呼吸速率与土壤温度、SOC、MBC、ROC和DOC含量显著正相关。【结论】 添加有机物显著影响土壤碳动态和土壤温湿度,这些都会对土壤CO₂排放产生显著影响,添加JG对土壤有机碳及其碳组分的提高效果最显著,但土壤呼吸速率最高,不利于碳的储存;添加LD可增加土壤活性有机碳含量,短期内可明显改善土壤有机碳库质量;添加BC可在短期内提高土壤微生物生物量碳含量,并显著降低土壤呼吸速率,减少土壤CO₂排放的效果最好。     

北海互花米草湿地土壤重金属分布及其污染评价

本研究通过分析广西北海互花米草(Spartina alterniflora)湿地土壤重金属(Cu、Zn、Cd、Pb、Cr)含量的分布特征及其与理化性质的相关性,并对重金属进行风险评估,为滨海湿地互花米草的生态利用和治理提供指导。于2020年6月选择广西北海丹兜海、营盘镇互花米草湿地及两者光滩作为研究地点,采集土样并测定土壤理化指标,采用地累积指数法和潜在生态风险指数法对5种重金属进行污染评价。结果表明：互花米草湿地表层土壤5种重金属含量的平均值均高于光滩,丹兜海湿地重金属含量高于营盘镇;地累积指数表明丹兜海互花米草湿地土壤的Pb为轻度污染;潜在生态风险评价显示5种重金属污染级别均为轻微;大部分重金属与沉积物中有机碳含量、粉粒和黏粒呈正相关,而与粗砂粒呈显著负相关。互花米草湿地可以累积重金属从而阻滞其进一步向海扩散,进而降低对海洋的生态风险。