排水对小兴安岭沼泽湿地土壤碳组分的影响

发布时间：2017-09-25 15:42

  本文关键词：排水对小兴安岭沼泽湿地土壤碳组分的影响

  更多相关文章： 轻组有机碳 溶解性有机碳 微生物量碳 小兴安岭 沼泽湿地 土壤

【摘要】：土壤活性有机碳是土壤碳素中活性较高的部分,具有一定溶解性,在土壤中移动比较快、不稳定、易氧化、分解、矿化,受植物、微生物影响强烈。虽然土壤活性碳组分占土壤有机碳的比例很小,它却是有机碳库中最活跃的组成部分,参与土壤中很多物理化学和生物过程,其大小和周转对全球生态系统碳循环具有重要意义。小兴安岭是我国寒区森林湿地的集中分布区,20世纪70年代以来,小兴安岭森林湿地深受人类活动的影响,其中排水造林是湿地遭受到的主要干扰方式。湿地排水后,土壤的温度、水文条件和氧化还原特征发生显著改变,进而会影响到土壤活性碳组分的变化。本文选择小兴安岭天然苔草沼泽湿地及不同年代排水造林后的人工落叶松沼泽湿地为对象,研究不同类型和深度下土壤活性碳组分的含量变化趋势,探讨影响活性碳组分含量的影响因素,揭示排水造林时间对土壤碳组分的影响,以期为深入理解活性碳组分在湿地碳循环中的作用提供科学依据。本文得到的主要结论如下:(1)沼泽湿地排水后,土壤理化性质发生改变。土壤有机质分解加快,有机氮、磷矿化作用增强,养分含量随排水年限的增加逐渐减小。排水后DOC、MBC含量锐减且垂直方向趋势改变。排水前后土壤DOC、MBC含量均有明显的季节变化,且变化趋势具有一致性。(2)沼泽湿地排水后,总有机碳和重组有机碳下降速率小于轻组有机碳。排水40年后,轻组有机碳比例从30%下降到5%。随着排水时间的增长,重组有机碳分配比例明显增加,轻组有机碳分配比例明显下降。沼泽湿地排水后,原有的根层和枯落物层遭到彻底破坏,凋落物供给大大减少和轻组有机碳的快速分解是造成轻组有机碳含量迅速下降的重要原因。(3)沼泽湿地排水11年后,溶解性有机碳上层含量从395±25 mg/kg下降为280±25mg/kg,下降29%,22年后下降46%,达到一个相对稳定值195-212 mg/kg。随着排水时间的增长,DOC/TOC比值缓慢的增大,长期排水导致溶解性有机碳在土壤有机碳中的分配比例增加,这样更容易造成土壤有机碳的损失。沼泽湿地排水对土壤溶解性有机碳含量的影响主要发生在表层(0-20cm),对剖面深层(20-40 cm)溶解性有机碳含量影响不大。土壤中现存有机碳的数量和返回到土壤中的有机质数量是决定土壤溶解性有机碳数量和组成的主要因素。(4)沼泽湿地排水后,土壤总有机碳下降率小于土壤微生物量碳,微生物熵值逐渐减小。苔草沼泽湿地土壤的微生物熵最高,随着排水年限增加,微生物熵相对稳定在2.7-2.9%。土壤有机碳大量损失,有机碳的可利用性明显降低,微生物对碳源的有效利用效率下降。由于草根层破坏导致凋落物供给减少和土壤理化性质改变导致活性碳组分的快速分解是活性有机碳迅速下降的重要原因。土壤轻组有机碳、溶解性有机碳、微生物量碳分别代表了不同的活性有机碳库,三种活性有机碳组分间有着密切的联系。排水后,土壤活性有机碳组分的变化说明,沼泽湿地排水不仅造成土壤有机碳的大量损失,而且有机碳的组成结构也发生了很大变化,有机碳的可利用性大大下降。
【关键词】：轻组有机碳 溶解性有机碳 微生物量碳 小兴安岭 沼泽湿地 土壤
【学位授予单位】：哈尔滨师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S714
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 选题背景与研究意义12-14
• 1.1.1 选题背景12-13
• 1.1.2 研究意义13-14
• 1.2 国内外研究进展14-16
• 1.2.1 土壤有机碳组分研究14-15
• 1.2.2 土地利用变化对湿地土壤有机碳储量及碳输出的影响15-16
• 1.3 存在的问题与不足16
• 1.4 研究内容及技术路线16-18
• 1.4.1 研究内容与方法16
• 1.4.2 技术路线16-18
• 第2章 研究区概况与研究方法18-22
• 2.1 研究区概况18-19
• 2.1.1 地理位置18
• 2.1.2 地形地貌18
• 2.1.3 气候18-19
• 2.1.4 土壤19
• 2.1.5 土壤19
• 2.2 研究方法19-21
• 2.2.1 样品采集19
• 2.2.2 测试方法19-21
• 2.3 数据处理21-22
• 第3章 排水湿地土壤理化性质及碳组分动态变化22-29
• 3.1 土壤理化性质22-26
• 3.1.1 土壤容重和含水量22-24
• 3.1.2 土壤养分24
• 3.1.3 土壤有机碳24-25
• 3.1.4 讨论25-26
• 3.2 土壤碳组分动态变化特征26-28
• 3.2.1 土壤溶解性有机碳(DOC)的季节与剖面变化特征26
• 3.2.2 土壤微生物量碳(MBC)的季节与剖面变化特征26-27
• 3.2.3 讨论27-28
• 3.3 本章小结28-29
• 第4章 湿地排水后土壤碳组分变化及影响因素分析29-39
• 4.1 土壤重组和轻组有机碳的动态29-31
• 4.1.1 各组分中有机碳含量的变化29-30
• 4.1.2 土壤重组和轻组有机碳含量的变化特征30
• 4.1.3 各组分有机碳分配比例的变化30-31
• 4.1.4 讨论31
• 4.2 湿地排水后土壤微生物量碳的变化特征31-34
• 4.2.1 土壤微生物量碳含量的变化32-33
• 4.2.2 土壤剖面微生物量的变化33-34
• 4.2.3 讨论34
• 4.3 湿地排水后土壤溶解性有机碳的动态34-37
• 4.3.1 土壤溶解性有机碳的动态35
• 4.3.2 土壤剖面溶解性有机碳分布特征35-37
• 4.3.3 讨论37
• 4.4 小结37-39
• 第5章 结论与展望39-41
• 5.1 结论39-40
• 5.2 不足与展望40-41
• 5.2.1 存在问题40
• 5.2.2 研究展望40-41
• 参考文献41-46
• 攻读硕士学位期间发表的论文46-48
• 致谢48

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 聂晓;王毅勇;;沼泽湿地局地小气候“冷湿岛”效应[J];生态与农村环境学报;2010年02期

2 罗先香,何岩,邓伟;三江平原沼泽湿地水系统研究浅析[J];生态学杂志;2003年01期

3 岳书平;张树文;闫业超;;吉林西部沼泽湿地景观变化及其驱动机制分析[J];中国环境科学;2008年02期

4 王国平;吕宪国;;沼泽湿地环境演变研究回顾与展望——纪念中国科学东北地理与农业生态研究所建所50周年[J];地理科学;2008年03期

5 贺伟;布仁仓;刘宏娟;熊在平;胡远满;;气候变化对东北沼泽湿地潜在分布的影响[J];生态学报;2013年19期

6 陈刚起,吕宪国;地球之“肾”——沼泽[J];百科知识;1994年09期

7 王毅勇,宋长春;三江平原典型沼泽湿地水循环特征[J];东北林业大学学报;2003年03期

8 严登华;王浩;何岩;张学霞;鲁帆;;中国东北区沼泽湿地景观的动态变化[J];生态学杂志;2006年03期

9 王德宣;宋长春;王毅勇;赵志春;;若尔盖高原沼泽湿地与草地二氧化碳通量的比较[J];应用生态学报;2008年02期

10 冯琦胜;尚占环;梁天刚;龙瑞军;;甘肃省玛曲县沼泽湿地遥感监测与动态变化分析[J];湿地科学;2008年03期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 赵晓松;黄耀;;三江平原沼泽湿地垦殖对水热通量的影响[A];中国气象学会2008年年会大气环境监测、预报与污染物控制分会场论文集[C];2008年

2 易富科;;三江平原沼泽湿地生物多样性特点与保护[A];生物多样性研究进展——首届全国生物多样性保护与持续利用研讨会论文集[C];1994年

3 王毅勇;赵志春;;三江平原典型沼泽湿地甲烷排放研究[A];地理学核心问题与主线——中国地理学会2011年学术年会暨中国科学院新疆生态与地理研究所建所五十年庆典论文摘要集[C];2011年

4 赵晓松;黄耀;;三江平原沼泽湿地垦殖对水热通量的影响[A];地理学与生态文明建设——中国地理学会2008年学术年会论文摘要集[C];2008年

5 沈松平;王军;;青藏高原东南缘沼泽湿地遥感动态研究[A];第十五届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2005年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 杨力叶;桂北发现大面积高山沼泽湿地[N];桂林日报;2009年

2 周建伟;炎陵发现大面积高山沼泽湿地[N];中国绿色时报;2011年

3 记者 薛冬;中国沼泽湿地数据库首建成功[N];光明日报;2002年

4 特约记者 谭也平、通讯员 李明然;宣恩发现罕见高山森林沼泽湿地[N];湖北日报;2005年

5 张进林　陈国洲;长江源区沼泽湿地退化速度加快[N];中国矿业报;2009年

6 记者 李文峰　通讯员 张兴林 彭绍兴;炎陵发现万余亩高山沼泽湿地[N];湖南日报;2010年

7 钱荣 陈国洲;长江源区沼泽湿地退化严重[N];中国矿业报;2009年

8 本报记者　 殷尚清;让沼泽湿地水流草长青[N];甘肃日报;2006年

9 本报记者　殷尚清;让沼泽湿地重现活力[N];甘肃日报;2007年

10 ;丰富的基因库[N];中国绿色时报;2003年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 王春玲;三江平原全新世以来沼泽湿地古植被与古环境研究[D];中国科学院研究生院（东北地理与农业生态研究所）;2015年

2 董张玉;基于GIS/RS与多目标蚁群算法的三江平原沼泽湿地空间格局优化[D];中国科学院研究生院（东北地理与农业生态研究所）;2014年

3 毛德华;定量评价人类活动对东北地区沼泽湿地植被NPP的影响[D];中国科学院研究生院（东北地理与农业生态研究所）;2014年

4 郝庆菊;三江平原沼泽土地利用变化对温室气体排放影响的研究[D];中国科学院研究生院（大气物理研究所）;2005年

5 满秀玲;小兴安岭北部沼泽湿地植被特征与营养元素动态研究[D];北京林业大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王天野;中俄原油管道工程对沿线沼泽湿地生态环境的影响[D];东北林业大学;2015年

2 徐宁泽;排水对小兴安岭沼泽湿地土壤碳组分的影响[D];哈尔滨师范大学;2016年

3 张功宝;小兴安岭退化沼泽湿地植被特征与恢复效果研究[D];东北林业大学;2014年

4 沈璇;四川若尔盖沼泽湿地可持续发展评价及政策建议[D];中央民族大学;2010年

5 江凤英;福建东海洋沼泽湿地形成原因与群落生态学研究[D];厦门大学;2014年

6 拱秀丽;沼泽湿地小气候效应的观测与模拟[D];中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所);2012年

7 马飞;珠峰自然保护区植被覆盖变化及沼泽湿地潜在退化风险评价[D];成都理工大学;2011年

8 刘建国;中国沼泽湿地数据库集成和网络系统开发[D];吉林大学;2004年

9 田琳琳;闽江口沼泽湿地土壤孔隙水营养盐和甲烷剖面特征[D];福建师范大学;2011年

10 曾志华;闽江河口区盐度梯度下潮汐沼泽湿地产甲烷菌群落结构及对环境因子的响应[D];福建师范大学;2014年

，

本文编号：918200