三江平原典型草甸小叶章湿地土壤的反硝化作用

选择三江平原典型草甸小叶章湿地土壤（草甸沼泽土）为研究对象,采用厌氧淹水培养法,研究了不同土层的反硝化率、反硝化能力及反硝化速率。结果表明,不同土层的反硝化率均随培养时间延长而增加,0～30cm土层的反硝化率较高,30cm以下土层较低且相近;不同土层的氖损失贡献率在不同阶段具有明显的时空分异特征,0～30cm土层的氮损失贡献率较高,介于52．39％和57．91％之间;不同土层的反硝化速率与培养时间均符合一阶指数衰减模型（R2≥0．97）,上层土壤的反硝化速率明显高于下层土壤。不同土层的反硝化率和反硝化速率与土壤理化性质密切相关,反硝化细菌的剖面分布可能对其具有重要影响。图3,表4,参24。     

三江平原小叶章湿地土壤有机硫矿化特征

利用密闭培养系统，在20℃条件下研究了小叶章典型草甸和沼泽化草甸土壤有机硫的矿化，结果表明：连续培养14周后，小叶章典型草甸和小叶章沼泽化草甸土壤有机硫的矿化量分别为9．61mg／kg和6.73mg／kg，其中48.70％和51．41％来自前两周的矿化；各形态有机硫均有不同程度的矿化，其中以酯键硫的矿化量最大，碳键硫次之，未知态硫最小。土壤有机硫矿化量与培养时间之间符合曲线关系，用一级动力学方程计算土壤有机硫矿化势表明，小叶章典型草甸和小叶章沼泽化草甸土壤有机硫潜在矿化势分别为9.68mg／kg和7．25mg／kg。小叶章典型草甸土壤有机硫的矿化速率和潜力均高于小叶章沼泽化草甸。图1，表4，参12。     

向海芦苇沼泽湿地土壤硝态氮含量的季节动态变化

以付老文泡湿地和二百方子湿地为研究对象,对比研究了封闭性湿地和开放性湿地土壤中硝态氮含量的季节动态变化特征,结果表明封闭性湿地除表层土壤硝态氮的季节动态变化呈不规则的倒"V"字型外,其它各层都较平缓;开放性湿地土壤硝态氮含量除在生长初期以前呈显著的下降趋势外,在以后各物候期内变化都较平缓;但两典型区土壤硝态氮含量的季节动态变化也表现出一定的共性特征,各层土壤硝态氮含量的季节动态过程均可采用三次多项式来模拟其动态变化,模拟效果都较理想,基本上反映了向海沼泽湿地硝态氮的季节动态变化规律。与封闭性湿地相比,开放性湿地土壤硝态氮的季节动态变化的规律性更强。图2,表1,参9。     

三江平原不同土地利用方式下土壤氮库的变化特征

通过分析三江平原不同土地利用方式下土壤氮含量及储量的变化,揭示土壤氮库的演变特征.结果表明,湿地土壤的全氮含量及储量明显高于农田、火烧地和弃耕地土壤.开垦导致土壤全氮含量及储量下降,且随耕种年限增加符合一阶指数衰减模型(p<0.01);连续火烧5a导致土壤全氮含量及储量显著降低,而弃耕7a导致其值有所增加,但增加量较小,说明土壤氮库耗竭易、恢复难;土壤全氮与有机质之间呈显著正相关(P<0.01),说明湿地开垦后土壤有机质含量降低是引起土壤氮肥力下降的主要因素,提高土壤有机质含量将有利于维持和提高农田土壤氮肥力;通过向连年火烧湿地输入适量人为氮(如农业排水)可减缓土壤氮的持续损失,进而可防止湿地植被退化及农业排水大量直接排入河流而引起的许多不利影响.图5,表1,参15.     

三江平原典型湿地系统湿沉降中氮浓度及沉降量初步研究

2004年7月至2005年6月对三江平原典型湿地系统大气湿沉降的氮浓度及沉降量进行了初步研究。结果表明,各形态氮的月均浓度差别较大且动态变化明显,原因主要与人类活动、降水强度及频次、风向和地理位置有关;各形态氮浓度均存在明显的季节变化,春季最高,秋、冬季次之,夏季最低。春、秋季降水中各形态氮浓度的离散程度较大,原因与降水气团来源复杂性、沙尘和高空污染物输送等因素有关;降水量与各形态氮浓度呈较弱的负相关(p>0.05),NH4 -N与NO3--N、TON呈显著正相关(p<0.05),它们可能具有同源性。NH4 -N与NO3--N的良好相关性与其在液相中的反应有关;生长季降水pH的变化主要与氨挥发有关,非生长季主要与氨挥发减弱、秸秆和化石燃料燃烧以及沙尘输送等因素有关;各形态氮的沉降量具有明显的季节性,春季所占比例最高(4.57kg N/hm2),占60.41%,夏、秋季相近,冬季最低(8.29%);全年TN沉降量为7.57 kgN/hm2,TIN为沉降主体,占84.54%;NH4 -N和NO3--N为TIN沉降主体,分别占TN沉降量的52.58和29.99%。图4,表2,参16。     

短期免耕对东北黑土硝态氮淋失的影响

以吉林省德惠市中层黑土上耕作定位试验小区为研究对象,探讨了免耕和秋翻两种耕作方式对土壤NO3--N在土体中分布的影响。6a的田间定位试验表明,免耕玉米小区NO3-N含量呈自上而下递减的趋势,表层和亚表层NO3--N含量均高于底层。秋翻玉米小区除2004年外,其他年份也表现出这种趋势。在试验的后两年,由于玉米根系和土壤动物的作用,免耕处理开始形成连贯的大孔隙,大豆小区免耕处理NO3-N有向土壤底土层富集的现象,免耕对土壤NO3--N淋失的影响已经开始显现。图3,表1,参19。     

闽江河口湿地土壤甲烷产生潜力动态及对氮输入的响应

采用室内厌氧培养法,对闽江河口芦苇与成草湿地土壤甲烷产生潜力动态及外源氮输入的影响进行了初步研究。结果表明,芦苇湿地与成草湿地土壤甲烷产生潜力最大值均出现在培养后第5d;季节变化的最高值分别出现在9月和12月,最低值均为7月;外源氮输入对成草湿地土壤甲烷产生潜力具有抑制作用,并与对照土壤甲烷产生潜力差异显著（P〈0．05）。图3,参27。     

向海湿地不同植物群落下土壤有机质和全磷的空间分布特征

通过对比分析向海湿地8种植被群落下表层和亚表层土壤有机质和全磷含量差异,研究了不同植被群落下湿地土壤有机质和全磷的空间分异特征。研究结果表明,芦苇群落、芦苇—沼柳群落和香蒲群落下表层土壤有机质和全磷含量均高于其它植物群落;根系分布较浅的碱草群落、三棱群落和碱蓬群落下亚表层土壤有机质和全磷含量较低,且碱蓬群落亚表层土壤有机质和全磷含量显著低于其它植物群落。除芦苇群落和辣蓼群落外,其它群落下表层土壤有机质含量均高于亚表层土层;对于全磷而言,除辣蓼群落外,其它各植物群落下表层土壤群落下土壤全磷含量均高于亚表层土壤。湿地土壤全磷含量随有机质含量的增加呈幂函数增长变化;土壤有机质含量随土壤C/N比和pH值的增加呈幂函数增长和指数衰减函数变化,但土壤全磷与二者之间的函数关系未达到显著性水平。     

三江平原粮食生产与沼泽湿地协调发展水平动态分析与评价

为了寻求三江平原农作物播种面积和沼泽湿地面积两者间的合理比例,使之既能保证粮食生产,又能维持沼泽湿地的重要功能,有必要对三江平原粮食生产与沼泽湿地协调发展水平进行动态分析与评价。在获取过去50多年三江平原沼泽湿地面积和农作物播种面积数据的基础上,通过选取表征粮食生产效益和沼泽湿地效益的评价指标,应用模糊数学中的隶属度函数对评价指标进行量化,建立协调发展水平评价模型,对两者协调发展程度进行了动态分析与评价。评价结果显示,20世纪60年代中期的农业生产和沼泽湿地环境是比较协调的。该时期三江平原农作物播种面积为158万hm^2,沼泽湿地面积为282万hm^2。此结果可以作为三江平原沼泽湿地恢复程度的一个参考标准。按高产水平计算,三江平原可提供111077t粮食,而三江平原的生物种类可以恢复到建国初期的95％。图8,参25。     

三江地区积雪变化与气候之间的关系——以宝清县为例

基于三江地区宝清县近20a来观测记录,利用3种方法检验了三江地区季节性积雪、冷季（11月．次年3月）降水量和冷季平均气温的变化趋势。结果表明,季节性积雪表现为弱的增加趋势（年平均增长率为0．005％）,冷季降水量年平均增长率为0．317％,同期冷季平均气温上升1．32℃。通过相关分析表明,积雪与冷季降水量呈正相关,而与气温呈负相关。冷季降水量的增加促进了积雪的增加,但由于冷季气温升高趋势大于降水量增加趋势,冷季气温升高导致初雪日延迟而终雪日提前,缩短了积雪时间。因此,在全球和区域气候持续变暖的背景下,三江地区积雪量有可能减少。图5,表3,参19。     

控制灌溉下三江平原稻田耗水量和水分利用效率研究

采用田测法对三江平原控制灌溉下稻田灌溉水量、耗水量、产量和水分利用效率进行了研究。实验采用控制灌溉Ⅰ、控制灌溉Ⅱ和淹灌3种灌水处理。结果表明：控Ⅰ灌、控Ⅱ灌和淹灌3种处理的总灌溉水量分别为344.1mm、319.4mm和467.4mm,与淹灌处理相比,控Ⅰ灌和控Ⅱ灌处理分别节省灌水26.4%和31.7%。在整个生育期内田测法测得的控Ⅰ灌、控Ⅱ灌和淹灌3种处理的耗水量分别为538.5mm、500.5mm和627.8mm,与淹灌处理相比,控Ⅰ灌和控Ⅱ灌处理分别节水14.2%和20.3%。控Ⅰ灌、控Ⅱ灌和淹灌3种处理的实际籽实产量分别为10 200 kg·hm^-2、10 500 kg·hm^-2和9 320kg·hm^-2,控Ⅰ灌和控Ⅱ灌处理分别增产9.4%和12.7%。控Ⅰ灌、控Ⅱ灌和淹灌3种处理的水分利用效率分别为1.89kg·hm^-3、2.10 kg·hm^-3和1.49 kg·hm^-3,控Ⅰ灌、控Ⅱ灌的WUE分别较淹灌增加26.9%和40.9%。对比分析结果表明,控制灌溉在节约水资源的同时还能提高产量,控Ⅱ灌的节水和增产效果都略优于控Ⅰ灌。图3,表4,参7。     

上海市梦清园芦苇湿地脱氮研究

对上海梦清园人工芦苇湿地中脱氮生物以及脱氮效果进行1年的动态变化特征分析。结果表明，湿地中氨氮的平均去除率21％，总氮的去除率16％。氮去除效率与水体硝化细菌数和植物量有显著的相关性。作为处理微污染水体用的人工景观湿地．其脱氮效果弱于现有的文献报道，且该湿地反硝化作用不明显，硝酸盐氮在系统中产生累积。图4，表1，参9。     

1954-2005年三江平原生态系统服务价值损失评估

在遥感和地理信息系统技术支持下,通过历史时期地图数字化和遥感图像解译得到三江平原1954-2005年的6期土地利用数据,分析了过去50 a三江平原土地利用结构变化及其原因,定量评估了三江平原生态系统服务价值的变化趋势,并分析了其变化的空间差异。结果表明：1954-2005年间,三江平原土地利用变化剧烈,沼泽湿地面积比例从32.58%减少到7.44%,耕地面积比例从15.84%增加到55.16%。过去50 a间生态系统服务价值总量不断减少,减少幅度达48.00%。通过空间变化统计分析得出,生态系统服务价值减少、增加、没有变化的区域分别占58.16%、26.62%、15.22%。生态系统服务价值减少的区域内多发生由单位生态服务价值较高的沼泽湿地、林地和草地向耕地的转化;生态系统服务价值增加的区域发生了由单位生态服务价值较低的耕地向草地和林地的转化;生态系统服务价值基本不变的区域多为难以开垦的林地所覆盖。以上结果表明,人类活动是造成三江平原生态系统服务价值损失的主导因素。图5,表3,参15。     

非平稳时序模型在三江平原井灌水稻区地下水动态变化中的应用

针对三江平原广大井灌水稻区地下水严重紧缺、地下水位持续下降、漏斗与“吊泵”现象时有发生等问题 ,以建三江管局创业农场为例 ,运用随机过程建立随机模型模拟地下水动态变化 ,并预测未来变化趋势 ,渴望对该地区今后的农业及地下水资源可持续发展提供参考.